1. Im Jahre 1900 galt es als "allgemein anerkannt", dass alle Versuche, die Translationsbewegung der Erde mit rein terrestrischen Experimenten festzustellen, gescheitert waren.

Um dieses negative Ergebnis zu erklären, präsentierte Lorentz seine Kontraktionshypothese, wonach sich die Körper abhängig von ihren Geschwindigkeiten und der Ortszeit zusammenziehen, und, auf Lorentz folgend, entwickelte Einstein seine Spezielle Relativitätstheorie (1905) und im Anschluss daran seine Allgemeine Relativitätstheorie (1916).

Der Formulierung der Speziellen Relativitätstheorie entspringen die Thesen von der Unmöglichkeit, die Orbitalbewegung der Erde festzustellen, sowie der Invarianz der Lichtgeschwindigkeit und deren Unabhängigkeit von der Ausbreitungsrichtung.

2. Heute wird allgemein und ohne Vorbehalt als Postulat anerkannt, dass die Lichtgeschwindigkeit von der Ausbreitungsrichtung unabhängig ist und dass kein rein terrestrisches Experiment die Geschwindigkeit der Translation der Erde, oder ihre augenblickliche Position auf ihrer Umlaufbahn, verstellen kann.
 
 

1. Das Prinzip von Millers Experimenten¹ ist das gleiche wie das der Experimente von Michelson.

Nach diesem Prinzip ist es möglich, mit einem Interferometer den Geschwindigkeitsunterschied des Lichtes in zwei zueinander senkrechten Richtungen zu messen.

2. In seiner Veröffentlichung von 1933 präsentierte Miller seine Beobachtungen in der Form von acht Graphiken, vier für die Azimuten und vier für die Geschwindigkeiten in siderischer Zeit, und zwar für vier Perioden kontinuierlicher Beobachtung über jeweils sechs bis acht Tage hinweg (Miller 1933, S. 229).

3. Jede Würdigung der Beobachtungen Millers führt letztendlich auf drei fundamentale Fragen:

Die erste Frage ist: Sind Millers Beobachtungen Ergebnis von reinen Störeffekten (z.B. Temperaturschwankungen) oder repräsentieren sie eine sehr reale interne Kohärenz?

Die zweite Frage ist: Erlauben sie, richtungsabhängige Variationen in der Lichtgeschwindigkeit festzustellen?

Die dritte Frage ist: Ist es möglich, die Position der Erde auf ihrer Umlaufbahn aus diesen Beobachtungen abzuleiten?
 
 

1. Man erkennt eine sehr bemerkenswerte Kohärenz, wenn man die Variationen in den Azimuten und Geschwindigkeiten nicht in Erdzeit, sondern in siderischer Zeit betrachtet.

2. In den Graphiken I und II sind die Geschwindigkeiten und Azimuten in siderischer Zeit durch eine Sinuskurve mit einer Periode von 24 Stunden angenähert. Es ergibt sich eine insgesamt sehr bemerkenswerte Übereinstimmung.

Die siderische Zeit q *, für welche die Geschwindigkeit minimal ist, und die siderische Zeit q **, für welche der Azimut A gleich dem Mittelwert - A ist und für den dA/dt<0 gilt, sind für die vier betrachteten Perioden sehr ähnlich (Tabelle 1).

3. Die oberen Teile der Graphiken III und IV zeigen die Hodographen der Geschwindigkeiten für die vier Perioden auf der Grundlage der stündlicher Werte für die Geschwindigkeiten und Azimute in siderischer Zeit. In jedem Graph ist eine Mittelung - A eingezeichnet.

Es ist bemerkenswert, dass insgesamt die Figuren der Hodographen annäherungsweise senkrecht zur Richtung der mittleren Azimuten - A sind.

Die unteren Teile der Graphiken III und IV zeigen die Hodographen der Geschwindigkeiten, die sich aus den sinusförmigen Annäherungen der Geschwindigkeiten und Azimuten ergeben.

Für die vier Perioden liegen die berechneten Hodographen fast genau senkrecht zur Richtung des mittleren Azimuten - A. Dies ist in der Tat ein noch bemerkenswerterer Umstand.
 
 

Graphik I Stündliche Beobachtungen Millers Kurven der täglichen Geschwindigkeiten und Azimute in siderischer Zeit (§3.2) Quelle: Stündliche gleitende Durchschnitte aus Millers Abbildung (Miller 1933, S. 229) Die Annäherung wurde im Februar 1996 errechnet.
Graphik II Stündliche Beobachtungen Millers Kurven der täglichen Geschwindigkeiten und Azimute in siderischer Zeit (§3.2) Quelle: Stündliche gleitende Durchschnitte aus Millers Abbildung (Miller 1933, S. 229) Die Annäherung wurde im Februar 1996 errechnet.
Graphik III Beobachtungen Millers  Holographen der  stündlichen  Beobachtungs- daten  und aus den  Abschätzungen  erstellte Holographen  der Geschwindig- keiten  und Azimute (§3.3)       Quelle: Graphik I
Graphik IV Beobachtungen Millers Holographen der stündlichen Beobachtungs- daten und aus den Abschätzungen erstellte Holographen der Geschwindig- keiten und Azimute (§3.3)           Quelle: Graphik II

4. Schließlich verändern sich die Figuren graduell von einer Periode zur nächsten. Sie erreichen ihre maximale Ausdehnung um den Zeitraum vom 21. September, was mit der Herbst-Tagundnachtgleiche zusammenfällt, und ihre minimale Ausdehnung um den 21. März, was mit der Frühlings-Tagundnachtgleiche zusammenfällt. Sie sind also abhängig von der Position, den die Erde auf ihrer Umlaufbahn einnimmt.
 
 

5. Alle diese Eigenschaften, welche unbestreitbar mit einer bemerkenswerten Kohärenz zusammenhängen, die Millers Beobachtungen zugrunde liegt, erlauben es uns, die beiden ersten Fragen des 2. Abschnitts eindeutig positiv zu beantworten.

 Der Schluss, Michelsons Experiment, welches von Miller aufgenommen und fortgeführt wurde, habe ein negatives Ergebnis, ist deshalb völlig falsch.
 
 

1. Die wesentlichsten Parameter, welche Millers acht grundlegenden Graphiken charakterisieren, sind die maximalen und minimalen Geschwindigkeiten V_M und V_m, die Richtung des mittleren Azimuten - A sowie die Amplitude A^*_M der Variation der Azimute A um ihren Mittelwert.

Tabelle II gibt die Abschätzungen an, welche ich graphisch direkt aus photographischen Vergrößerungen der acht von Miller veröffentlichten Graphiken gemacht habe (den ursprünglichen Beobachtungen und den Mittelwerten von Millers Graphen), und zwar ganz unabhängig von jeglicher Hypothese oder wie auch immer gearteter theoretischen Interpretation.
   
 

2. Eine gründliche harmonische Analyse dieser Parameter zeigt, dass alle eine bemerkenswerte halbjährliche oder jährliche periodische Struktur aufweisen.

Die Maximal- und Minimalwerte der entsprechenden sinusförmigen Annäherungen liegen alle um die Tagundnachtgleiche des 21. März.

3. Aus Platzgründen muss ich mich auf die Diskussion der Ergebnisse von Tabelle III beschränken, worin die Annäherung der Daten an Sinusfunktionen mit einer Periode von sechs bzw. zwölf Monaten, die alle ihr Maximum am 21. März haben, dargestellt wird.

Obwohl für jede der beiden Gruppen von Annäherungen bezüglich der Periode von sechs bzw. zwölf Monaten die Annäherung nur an eine Funktion, die Sinusfunktion mit dem Maximalwert am 21. März, vorgenommen wird, sind alle Korrelationskoeffizienten relativ groß.

4. Ihre Signifikanz ist um so höher zu bewerten, als die in Betracht gezogenen Parameter sich nicht auf singuläre Beobachtungen beziehen, sondern selbst Durchschnittswerte aus einer Vielzahl von Beobachtungen sind.

Die statistische Signifikanz des gesamten Ensembles dieser Ergebnisse für Annäherungen mit halbjährlicher oder jährlicher Periode an dieselben Funktionen ist so hoch, dass sie auf eine Beinahegewissheit hinausläuft.

5. Es kann deshalb als völlig sicher angenommen werden, dass die Beobachtungen aus den vier Versuchsreihen eine um den 21. März, d.h. dem Datum der Frühlings-Tagundnachtgleiche, zentrierte halbjährliche oder jährliche Periodizität aufweisen, und dass es mittels rein terrestrischer Experimenten möglich ist, die Position der Erde auf ihrer Umlaufbahn zu bestimmen.

Es muss somit auch in aller Entschiedenheit auf die dritte Frage des 2. Abschnitts eine eindeutig positive Antwort gegeben werden.
 
 

Die obige Analyse führt zu einer vierfachen Schlussfolgerung,

- dass nämlich erstens, eine beachtliche und völlig unbestreitbare Kohärenz zwischen Millers interferometrischen Beobachtungen besteht und dass dieser eine Erscheinung in der Wirklichkeit zugeschrieben werden muss;

- dass es zweitens ganz unmöglich ist, diese sehr deutliche Kohärenz irgendwelchen zufälligen Ursachen oder Störeffekten (z.B. Temperaturschwankungen) zuzuschreiben;

- dass drittens die Lichtgeschwindigkeit nicht richtungsinvariant sein kann;

- und dass viertens alle Beobachtungen Millers eine bemerkenswerte Korrelation mit der Position der Erde auf ihrer Umlaufbahn haben.

2. Diese Schlussfolgerungen sind ganz unabhängig von jeglicher Hypothese oder wie auch immer gearteter theoretischen Interpretation.

Die meisten Ergebnisse, auf denen diese Schlussfolgerungen beruhen, vor allem die wichtigsten, wurden von Miller selbst gar nicht wahrgenommen.

3. Auf der Grundlage seiner eigenen Analyse erachtete es Miller für möglich, eine Abschätzung für die kosmische Geschwindigkeit der Erde bezüglich ihrer Orbitalgeschwindigkeit zu geben (Miller 1933, S. 230-237).

Das liegt daran, dass Millers Analyse nur die Differenzen von A - - A in Betracht zieht, aber keine Erklärung für die Veränderungen der mittleren Azimute - A sowie ihre Variation von einer Periode zur nächsten vornimmt (Miller 1933, S.234-235).

Deshalb kann man die Erklärung, die Miller für seine Beobachtungen gibt, nicht als gültig ansehen.

4. In der Tat kann man zeigen, dass die beobachteten Geschwindigkeiten und Azimute aus dem Zusammentreffen zweier Effekte erklärt werden können:

- einer optischen Anisotropie des Raums in Richtung - A;

- einem Effekt, welcher proportional zur Gesamtgeschwindigkeit der Erde (ihrer Bahngeschwindigkeit plus ihrer kosmischen Geschwindigkeit in Richtung des Sternbildes Herkules) ist.
 

1. Das Fundament der Speziellen und Allgemeinen Relativitätstheorie ruht auf einem dreiteiligen Postulat: Dem für "negativ" befundenen Ergebnis von Michelsons Experiment, der Richtungsinvarianz der Lichtgeschwindigkeit und der Unmöglichkeit, mit rein terrestrischen Experimenten die absolute Bewegung der Erde festzustellen.

Aus der obigen Analyse folgt jedoch, dass es gewiss unmöglich ist, die Behauptung aufrecht zu erhalten, dass interferometrische Experimente ein "negatives" Ergebnis haben, dass die Lichtgeschwindigkeit in alle Richtungen gleich ist und dass jegliches rein terrestrisches Experiment die Translationsbewegung der Erde nicht feststellen kann.

Folglich kann die Spezielle und die Allgemeine Relativitätstheorie, die auf Postulaten basiert, die durch Beobachtungsdaten widerlegt sind, nicht als wissenschaftlich gültig angesehen werden.
 

Es ist so, wie Einstein selbst 1925 in Science schrieb:

"Wenn Dr. Millers Beobachtungen sich bestätigen sollten, wäre die Relativitätstheorie falsch. Die Erfahrung ist der höchste Richter."

2. Das "positive" Ergebnis von Millers Experimenten bedeutet, dass man die Rotation der Erde und ihre Translation nicht auf diese Weise unterscheiden darf, wie das von der Relativitätstheorie gemacht wird. Beide Bewegungen können durch rein terrestrische Experimente festgestellt werden.

3. Die Zurückweisung der Speziellen und Allgemeinen Relativitätstheorie als mit den beobachtbaren Tatsachen unvereinbar kann in keiner Weise bedeuten, dass alle Beiträge Einsteins abgelehnt werden sollen.

Es bedeutet nur, dass alle theoretischen Entwicklungen, die auf diesen durch Beobachtungsergebnisse geschwächten Hypothesen aufbauen, als solche abgelehnt werden müssen.

Diejenigen Beiträge Einsteins, die durch die Erfahrung bestätigt erscheinen, sollten selbstverständlich erhalten bleiben, sie müssen natürlich eine theoretische Begründung erhalten, die sich von der Relativitätstheorie unterscheidet.

4. Ein Theorie taugt nur soviel wie die Voraussetzungen, auf denen sie aufbaut. Wenn diese Voraussetzungen falsch sind, dann hat die Theorie keinen wissenschaftlichen Wert. Das einzige Kriterium, mit dem die Gültigkeit einer wissenschaftlichen Theorie bewertet werden kann, ist tatsächlich die Konfrontation mit den experimentellen Fakten
 

1. Dayton C. Miller: The Ether-Drift Experiment and the Determination of the Absolute Motion of the Earth, Reviews of Modern Physics, Vol. 5, Juli 1993, No. 3 S 203-242.