Der Aufsatz von James Hill und Barry Cox liest sich wie ein Science-Fiction-Bestseller: Eine Erweiterung von Einsteins Spezieller Relativitätstheorie soll Überlichtgeschwindigkeit ermöglichen.
Doch James Hill und Barry Cox von der »University of Adelaide in Australia« haben tatsächlich eine mathematische Lösung gefunden, die darauf hinweist, dass eine erweiterte Version von Einsteins Spezielle Relativitätstheorie auch für Geschwindigkeiten jenseits der Lichtgeschwindigkeit (c) gelten könnte.
Eine der wichtigsten Vorhersagen der Speziellen Relativitätstheorie ist, dass die Geschwindigkeit des Lichts als absolutes kosmisches Tempolimit behandelt wird, es ist eine Grenze, die nie überschritten werden kann.
Während der Spekulationen rund um die Neutrino Diskussion im vergangenen Jahr, stellten sich die beiden Universitätsprofessoren Jim Hill und Dr. Barry Cox die Frage, wie sich die mathematischen Widersprüche, die durch Lichtteilchen, die sich mit Geschwindigkeiten schneller als das Licht bewegen, mit der Speziellen Relativitätstheorie in Einklang gebracht werden können.
Es gab auch schon davor Vorschläge für Teilchen, die schneller als das Licht sein könnten – Tachyonen zum Beispiel – aber diese Theorien erfordern komplizierte mathematische Verrenkungen, wie etwa imaginäre Massen und komplizierte Physik, um sinnvolle Ergebnisse zu gewährleisten.
Die Lösung, die Professor Jim Hill und Dr. Barry Cox in ihrem Aufsatz anbieten, basiert auf der Annahme, dass es Geschwindigkeiten größer als die Lichtgeschwindigkeit gibt und diese keine absolute Grenze darstellt. Stattdessen wird die Spezielle Relativitätstheorie derart erweitert, dass die Relativgeschwindigkeit zwischen mehreren Beobachtern unendlich sein kann und daher auch Geschwindigkeiten größer als die Lichtgeschwindigkeit möglich sind.
Das überraschende Ergebnis: Mit nur zwei zusätzlichen Annahmen funktioniert eine erweiterte Spezielle Relativitätstheorie genauso gut, wie die traditionelle Theorie.
»Relativität arbeitet mit Bezugssystemen«, so Professor Hill. Das heißt, Beobachter kommen, unabhängig von der Geschwindigkeit des eigenen Bezugssystems, immer zum selben Ergebnis. Das ist das Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit.
»Einstein begann seine Arbeiten mit Informationen über Systeme, in denen die relative Geschwindigkeit Null ist, und darüber, was wir über die Ruhemasse, die kinetische Energie und so weiter, wussten, und dann extrapolierte er das Wissen, welches in der Newtonschen Welt über Geschwindigkeiten kleiner als die Lichtgeschwindigkeit bekannt war. Auf diesem Wege entwickelte er letztendlich die Spezielle Relativitätstheorie.«
»Unsere Überlegung war: Wie können wir die wesentlichen Aussagen von Einsteins Theorie für Geschwindigkeiten, die größer sind als c, nutzen?«, sagt Professor Hill.
Mathematiker gehen davon aus, dass, mathematisch gesehen, für unendliche Relativgeschwindigkeit eine fixe Beziehung zwischen den Geschwindigkeiten zweier Beobachter besteht: Wenn u die Geschwindigkeit des ersten Beobachters ist und v die Geschwindigkeit des zweiten, dann ist das Produkt der beiden Geschwindigkeiten immer c².
»Was wir jetzt haben, ist eine gleichwertige Theorie (zur Speziellen Relativitätstheorie), die für Geschwindigkeiten jenseits der Lichtgeschwindigkeit gilt. Diese Theorie unterscheidet sich zwar von der Speziellen Relativitätstheorie, aber sie hat sehr viele ähnliche Eigenschaften.«