Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



Neue Folge 19. Band; 

 der ganzen Reihe 35. Band. 



Sonntag, den 9. Mai 1920. 



Nummer 19. 



[Nachdruck verboteo.] 



Die Theorie der allgemeinen Relativitat. 



Von Priv.-Doz. Dr. A. March, Innsbruck. 

 Mil I Abbildung im Text. 



i. Man pflegt gewohnlich das erste Axiom der 

 Newtonschen Mechanik kurz dahin auszuspre- 

 chen, dafi ein Korper, auf den keine Krafte ein- 

 wirken, im Zustand der Ruhe oder der gerad- 

 linigen gleichformigen Bewegung beharrt. So klar 

 und eindeutig dieser Satz erscheinen mag, eine 

 kurze Besinnung ergibt, dafi er ohne eine gewisse 

 Erganzung sinnlos ist. Es hat namlich offenbar 

 keinen angebbaren Sinn, von einem Korper den 

 Zustand der Ruhe oder der geradlinigen gleich- 

 formigen Bewegung auszusagen, wenn nicnt zu- 

 gleich ein Bezugssystem angegeben wird, relativ 

 zu dem der Korper ruht oder sich bewegt. Ohne 

 Angabe eines solchen Bezugssystems, worunter 

 ein raumliches Koordinatensystem, bestehend aus 

 3 aufeinander senkrechten Geraden, verstanden 

 sein soil, bleiben Begriffe wie Ruhe oder Be- 

 wegung vollkommen inhaltsleer, und es kann von 

 einem und demselben Korper mit dem gleichen 

 Recht jeder beliebige Bewegungszustand behauptet 

 werden. Die Fenster eines anfahrenden Eisen- 

 bahnzuges z. B. sind fur den mitbewegten Passa- 

 gier in Ruhe, wahrend sie fiir einen still stehen- 

 den Beobachter in beschleunigter Bewegung be- 

 griffen sind. Daher mufi das Gesetz der Tragheit 

 korrekt in folgender Weise ausgesprochen werden : 

 es gibt im Raum ein ausgezeichnetes (sog. G alilei- 

 sches) Be?.ugssystem von der Art, dafi alle Korper, 

 die keine Krafte erfahren, relativ zu diesem System 

 entweder ruhen oder sich geradlinig gleichformig 

 bewegen. 



Dieses ausgezeichnete Koordinatensystem, das 

 wir kurz das System K nennen wollen, dachte 

 sich Newton als etwas absolut Gegebenes; es 

 steht iiber den Erscheinungen, von ihnen ganz- 

 lich unbeeinflufit und ordnet den Ablauf des Ge- 

 schehens in der Art, dafi alle Korper, auf die 

 keine Kraft einwirkt, relativ zu ihm in Ruhe sind 

 oder sich geradlinig gleichformig bewegen. Es 

 gelten in bezug auf dieses System der Tragheits- 

 satz und die iibrigen Axiome der klassischen 

 Mechanik. Dagegen gelten diese Axiome nicht, 

 wenn wir die Bewegungen der Korper auf ein 

 System beziehen, das relativ zu K in beschleunig- 

 ter Bewegung oder in Rotation ist, z. B. nicht 

 fiir ein Koordinatensystem, das mit der rotieren- 

 den Erde verbunden ist. Relativ zu einem rotie- 

 renden System bleibt ein materieller Punkt, auf den 

 keine Kraft ausgeiibt wird, niemals in Ruhe oder 

 in geradlinig gleichformiger Bewegung, sondern er 

 bewegt sich, vom rotierenden System aus beur- 

 teilt, beschleunigt, d. h. er verhalt sich so, als ob 



er unter der Einwirkung einer Kraft sttinde. Diese 

 Kraft ist nur scheinbar; in Wirklichkeit bewegt 

 sich der Korper relativ zum Galileischen System 

 K geradlinig gleichformig, und es ist nur die Ro- 

 tation des Bezugssystems, die den Schein einer 

 beschleunigten Bewegung und damit den einer 

 Kraft hervorruft. 



Wenn ein Korper relativ zum Galileischen 

 System K um eine Achse rotiert, so suchen sich 

 die Korperteilchen zufolge desTragheitsgesetzesder 

 aufgezwungenen krummlinigen Bewegung zu wider- 

 setzen. Die Folge davon ist, dafi eine rotierende, 

 urspriinglich kugelformige Fliissigkeitsmasse sich 

 durch die Rotation abplattet. Eine Abplattung 

 tritt also nach Newton dann und nur dann auf, 

 wenn der Korper relativ zum Galileischen'System 

 K rotiert. Dieser Satz der alien Mechanik mag 

 nun als Ausgangspunkt der Kritik dienen. Wir 

 betrachten den Fall, dafi ein Korper A, etwa eine 

 Fliissigkeitskugel relativ zu K rotiert und infolge 

 der auftretenden Fliehkrafte eine Abplattung zeigt. 

 Es ware unstatthaft, dabei von den iibrigen im 

 Raum existierenden Korpern B zu abstrahieren, 

 da die Korper des Universums stets in ihrer Ge- 

 samtheit vorhanden sind; wir denken sie uns 

 irgendwie mit beliebigen Bewegungszustanden im 

 Raume angeordnet. Diesem Fall stellen wir einen 

 zweiten gegeniiber, bei dem A relativ zum System 

 K ruht, wahrend die Gesamtheit der Korper B 

 u m dieselbe Gerade, die vorhin Drehungsachse 

 fiir A war, mit gleicher aber entgegenge- 

 setzter Drehungsgeschwindigkeit rotiert. Dann 

 tritt nach New.ton an A keine Fliehkraft auf, 

 weil A relativ zu K in Ruhe ist, und seine Ge- 

 stalt bleibt kugelformig. An dieser Folgerung 

 der Newtonschen Mechanik nun nimmt die 

 Relativitatstheorie Anstofi. Sie wendet ein, dafi 

 die relative Bewegung des Korpers A zu den 

 Korpern B im Falle 2 genau dieselbe ist wie im 

 Falle i ; die beiden Falle sind, wenn wir von der 

 Bezugnahme auf das System K absehen, iiber- 

 haupt nicht voneinander zu unterscheiden. Sollen 

 wir nun wirklich annehmen, dafi es auf die rela- 

 tive Bewegung zu diesem System ankommt, dafi 

 also der Raum, den wir doch seit Kant als reine 

 Form der Erscheinungen zu betrachten gewohnt 

 sind, vermoge eines gewissen, sog. Galil eischen 

 Koordinatensystems Einflufi auf das Verhalten der 

 Korper nimmt? Oder aber sind es nur die rela- 

 tiven Bewegungen und Lagen der Korper zu- 

 einander, welche deren physikalisches Verhalten 

 bestimmen ? Die Relativitatstheorie entscheidet 



