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Paul Gerber Physiker Carl Ludwig Paul Gerber 1 Januar 1854 in Berlin 13 August 1909 in Freiburg im Breisgau war ein deut

Paul Gerber (Physiker)

Carl Ludwig Paul Gerber (* 1. Januar 1854 in Berlin; † 13. August 1909 in Freiburg im Breisgau) war ein deutscher Physiker. Bekannt wurde er vor allem durch seine kontrovers diskutierte Arbeit zur Geschwindigkeit der Gravitation und der Periheldrehung des Merkur (1898).

Leben Bearbeiten

Gerber studierte von 1872 bis 1875 in Berlin. 1877 wurde er Lehrer am Realgymnasium in Stargard in Pommern.

Gravitation Bearbeiten

Grundlagen Bearbeiten

Basierend auf den elektrodynamischen Grundgesetzen von Wilhelm Eduard Weber, Carl Friedrich Gauß, Bernhard Riemann, der sog. (Weber-Elektrodynamik) wurden zwischen 1890 und 1900 einige Versuche gemacht, die Gravitation mit einer endlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit zu kombinieren und dabei die beobachtete Perihel-Verschiebung des Merkur zu bestimmen. Dabei gelang es Maurice Lévy (1890), durch Kombination des weberschen und riemannschen Grundgesetzes die korrekte Periheldrehung abzuleiten. Da sich diese zugrunde gelegten Gesetze jedoch mit der Zeit als unbrauchbar erwiesen (z. B. wurde die webersche durch die maxwellsche Elektrodynamik abgelöst), wurden diese Hypothesen nicht mehr weiterverfolgt.

Eine Variation dieser aus heutiger Sicht überholten Bemühungen (ohne jedoch direkt auf der weberschen Elektrodynamik zu beruhen) stellte Gerbers 1898 und 1902 aufgestellte Theorie dar. Unter der Annahme, dass sich das Gravitationspotential mit einer endlichen Geschwindigkeit ausbreitet, gelangte er zu folgendem Ausdruck für das geschwindigkeitsabhängige Potential:

Mit Hilfe des binomischen Satzes bis zur zweiten Potenz folgt:

Von diesem geschwindigkeitsabhängigen Potential folgt die generalisierte Kraft als Funktionalableitung

wo die Geschwindigkeit bezeichnet. Diese Kraft setzt Gerber in die Newtonschen Bewegungsgleichungen ein und gelangt nach einigen elementaren Umformungen zu dem Resultat, dass für das Verhältnis zwischen der Geschwindigkeit der Gravitation (c) und der Perihelverschiebung (Ψ) gilt:

wo

Daraus errechnete Gerber eine Ausbreitungsgeschwindigkeit des Potentials von ca. 305 000 km/s, also praktisch Lichtgeschwindigkeit.

Kontroverse Bearbeiten

Gerbers obige Formel ergibt nun für die Perihelverschiebung:

1916 bemerkte der Einstein- und Relativitätsgegner Ernst Gehrcke, dass dieser Ausdruck formal identisch mit Albert Einsteins genäherter Formel für die Allgemeine Relativitätstheorie (veröffentlicht 1915) ist.

Gehrcke ließ deswegen Gerbers Arbeit von 1902 in den Annalen der Physik (1917) neu abdrucken, mit der Absicht, die Priorität Einsteins zu untergraben und auf einen möglichen Plagiat hinzuweisen. Nach Roseveare, Klaus Hentschel und Albrecht Fölsing wurden diese Behauptungen sofort zurückgewiesen, da bereits kurz nach dem Neuabdruck von Gerbers Arbeit Gegendarstellungen erschienen, wonach trotz der richtigen Formel die Theorie Gerbers unbrauchbar war. Zum Beispiel nach Hugo von Seeliger und Max von Laue sind Gerbers Ergebnisse nicht mit den Voraussetzungen seiner eigenen Theorie in Übereinstimmung zu bringen beziehungsweise gar nur „mathematische Fehler“. Während Seeliger in einem zweiseitigen Brief in den Annalen der Physik die Funktionalableitung des Gerberschen Potentials als Rezept zum Herleiten der geschwindigkeitsabhängigen Kraft mokiert, kritisiert Laue ebenso in einem zweiseitigen Brief im selben Journal und später in Die Naturwissenschaften das seiner Auffassung nach unphysikalische Gerbersche Potential, welches keinerlei Ähnlichkeit mit retardierenden Potentialen aufweist. Und Einstein schrieb (in dieser teils polemisch geführten Debatte) 1920:

„Herr Gehrcke will glauben machen, daß die Perihelbewegung des Merkur auch ohne Relativitätstheorie zu erklären sei. Es gibt da zwei Möglichkeiten. Entweder man erfindet besondere interplanetare Massen. [...] Oder aber man beruft sich auf eine Arbeit von Gerber, der die richtige Formel für die Perihelbewegung des Merkur bereits vor mir angegeben hat. Aber die Fachleute sind nicht nur darüber einig, daß Gerbers Ableitung durch und durch unrichtig ist, sondern die Formel ist als Konsequenz der von Gerber an die Spitze gestellten Annahmen überhaupt nicht zu gewinnen. Herrn Gerbers Arbeit ist daher völlig wertlos, ein mißglückter und irreparabler theoretischer Versuch. Ich konstatiere, daß die allgemeine Relativitätstheorie die erste wirkliche Erklärung für die Perihelbewegung des Merkur geliefert hat. Ich habe die Gerbersche Arbeit ursprünglich schon deshalb nicht erwähnt, weil ich sie nicht kannte, als ich meine Arbeit über die Perihelbewegung des Merkur schrieb; ich hätte aber auch keinen Anlaß gehabt, sie zu erwähnen, wenn ich von ihr Kenntnis gehabt hätte.“

In der jüngeren Vergangenheit beschäftigte sich auch Roseveare mit dieser Theorie und bezeichnete Gerbers Herleitung als „unklar“, jedoch glaubte er selbst, eine stimmige Herleitung des Gerberschen Potentials gegeben zu haben, wobei deren Richtigkeit allerdings bestritten wird. Doch auch Roseveare verwirft Gerbers Theorie und weist insbesondere darauf hin, dass nach Gerber ein um den Faktor 3/2 zu hoher Wert für die Ablenkung des Lichtes im Gravitationsfeld folgt. Auch die Periheldrehung ergibt einen falschen Wert, wenn die relativistische Masse berücksichtigt wird.

Quellen Bearbeiten

Wikisource: Paul Gerber – Quellen und Volltexte

Primärquellen

  • Einstein, A.: Erklärung der Perihelbewegung des Merkur aus der allgemeinen Relativitätstheorie. In: Sitzungsberichte der Preussischen Akademie der Wissenschaften. Nr. 2, 1915, S. 831–839.
  • Einstein, A.: Die Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie. In: Annalen der Physik. Band 49, 1916, S. 769–822 (Online [PDF]).
  • Einstein, A.: Meine Antwort – Über die anti-relativitätstheoretische G.m b.H. In: Berliner Tageblatt. Band 402, 1920.
  • Gehrcke, E.: Zur Kritik und Geschichte der neueren Gravitationstheorien. In: Annalen der Physik. Band 51, 1916, S. 119–124 (Online).
  • Gerber, P.: Die räumliche und zeitliche Ausbreitung der Gravitation. In: Zeitschrift für Mathematik und Physik. Band 43, 1898, S. 93–104.
  • Gerber, P.: Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Gravitation. In: Annalen der Physik. Band 52, 1917, S. 415–444 (Online). (Ursprünglich erschienen in Programmabhandlung des städtischen Realgymnasiums zu Stargard i. Pomm., 1902)
  • Laue, M.: Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Gravitation. Bemerkungen zur gleichnamigen Abhandlung von P. Gerber. In: Annalen der Physik. Band 53, 1917, S. 214–216 (Online).
  • Laue, M.: Historisch-Kritisches über die Perihelbewegung des Merkur. In: Naturwissenschaften. Band 8, Nr. 37, 1920, S. 735–736, doi:10.1007/BF02449026.
  • Lévy, M.: Sur l'application des lois électrodynamiques au mouvement des planètes. In: Comptes Rendus. Band 110, 1890, S. 545–551 (Online).
  • Oppenheim, S.: Zur Frage nach der Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Gravitation. In: Annalen der Physik. Band 53, 1917, S. 163–168 (Online).
  • Seeliger, H.: Bemerkungen zu P. Gerbers Aufsatz: "Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Gravitation". In: Annalen der Physik. Band 53, 1917, S. 31–32 (Online).

Sekundärquellen

  • Fölsing, A.: Albert Einstein. Eine Biographie. Suhrkamp, Frankfurt am Main 1993.
  • Hentschel, Klaus: Interpretationen und Fehlinterpretationen der speziellen und der allgemeinen Relativitätstheorie durch Zeitgenossen Albert Einsteins, Basel: Birkhäuser, 1990 (= Science Networks, 6), S. 150–162.
  • Oppenheim, S.: Kritik des newtonschen Gravitationsgesetzes. In: Encyklopädie der mathematischen Wissenschaften mit Einschluss ihrer Anwendungen. Band 6.2.2, 1920, S. 80–158 (Online).
  • Roseveare, N. T: Mercury's perihelion from Leverrier to Einstein. University Press, Oxford 1982.
  • Zenneck, J.: Gravitation. In: Encyklopädie der mathematischen Wissenschaften mit Einschluss ihrer Anwendungen. Band 5.1, 1901, S. 25–67 (Online).

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Levy 1890
  2. Gerber 1898, 1902
  3. Gehrcke (1916)
  4. Einstein (1915) und (1916), 822
  5. Gerber 1917
  6. Seeliger (1917)
  7. Laue (1917, 1920)
  8. Einstein 1920
  1. Zenneck 1901, 46ff
  2. Oppenheim 1920, 153ff
  3. ↑ Roseveare 1982, Kap. 6
  4. Zenneck 1901, 49ff
  5. Oppenheim 1920, 156f
  6. Hentschel 1990, pp. 150ff.
  7. Fölsing 1993, Kap. 5
  1. MathPages: Gerber's Gravity, Gerber’s Light Deflection
Personendaten
NAME Gerber, Paul
ALTERNATIVNAMEN Gerber, Carl Ludwig Paul (vollständiger Name)
KURZBESCHREIBUNG deutscher Physiker
GEBURTSDATUM 1. Januar 1854
GEBURTSORT Berlin
STERBEDATUM 13. August 1909
STERBEORT Freiburg im Breisgau
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Veröffentlichungsdatum:
Carl Ludwig Paul Gerber 1 Januar 1854 in Berlin 13 August 1909 in Freiburg im Breisgau war ein deutscher Physiker Bekannt wurde er vor allem durch seine kontrovers diskutierte Arbeit zur Geschwindigkeit der Gravitation und der Periheldrehung des Merkur 1898 Inhaltsverzeichnis 1 Leben 2 Gravitation 2 1 Grundlagen 2 2 Kontroverse 3 Quellen 4 EinzelnachweiseLeben BearbeitenGerber studierte von 1872 bis 1875 in Berlin 1877 wurde er Lehrer am Realgymnasium in Stargard in Pommern Gravitation BearbeitenGrundlagen Bearbeiten Basierend auf den elektrodynamischen Grundgesetzen von Wilhelm Eduard Weber Carl Friedrich Gauss Bernhard Riemann der sog Weber Elektrodynamik wurden zwischen 1890 und 1900 einige Versuche gemacht die Gravitation mit einer endlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit zu kombinieren und dabei die beobachtete Perihel Verschiebung des Merkur zu bestimmen B 1 B 2 B 3 Dabei gelang es Maurice Levy 1890 durch Kombination des weberschen und riemannschen Grundgesetzes die korrekte Periheldrehung abzuleiten A 1 Da sich diese zugrunde gelegten Gesetze jedoch mit der Zeit als unbrauchbar erwiesen z B wurde die webersche durch die maxwellsche Elektrodynamik abgelost wurden diese Hypothesen nicht mehr weiterverfolgt Eine Variation dieser aus heutiger Sicht uberholten Bemuhungen ohne jedoch direkt auf der weberschen Elektrodynamik zu beruhen stellte Gerbers 1898 und 1902 aufgestellte Theorie dar A 2 Unter der Annahme dass sich das Gravitationspotential mit einer endlichen Geschwindigkeit ausbreitet gelangte er zu folgendem Ausdruck fur das geschwindigkeitsabhangige Potential V m r 1 1 c d r d t 2 displaystyle V frac mu r left 1 frac 1 c frac dr dt right 2 nbsp Mit Hilfe des binomischen Satzes bis zur zweiten Potenz folgt V m r 1 2 c d r d t 3 c 2 d r d t 2 displaystyle V frac mu r left 1 frac 2 c frac dr dt frac 3 c 2 left frac dr dt right 2 right nbsp Von diesem geschwindigkeitsabhangigen Potential folgt die generalisierte Kraft K displaystyle K nbsp als Funktionalableitung K d V d r d d t d V d r displaystyle K frac dV dr frac d dt frac dV d dot r nbsp wo r d r d t displaystyle dot r frac dr dt nbsp die Geschwindigkeit bezeichnet Diese Kraft setzt Gerber in die Newtonschen Bewegungsgleichungen ein und gelangt nach einigen elementaren Umformungen zu dem Resultat dass fur das Verhaltnis zwischen der Geschwindigkeit der Gravitation c und der Perihelverschiebung PS gilt c 2 6 p m a 1 ϵ 2 PS displaystyle c 2 frac 6 pi mu a 1 epsilon 2 Psi nbsp wo m 4 p 2 a 3 t 2 displaystyle mu frac 4 pi 2 a 3 tau 2 nbsp und e Exzentrizitat a Grosse Halbachse t Umlaufzeit Daraus errechnete Gerber eine Ausbreitungsgeschwindigkeit des Potentials von ca 305 000 km s also praktisch Lichtgeschwindigkeit B 4 B 5 Kontroverse Bearbeiten Gerbers obige Formel ergibt nun fur die Perihelverschiebung PS 24 p 3 a 2 t 2 c 2 1 ϵ 2 displaystyle Psi 24 pi 3 frac a 2 tau 2 c 2 1 epsilon 2 nbsp 1916 bemerkte der Einstein und Relativitatsgegner Ernst Gehrcke A 3 dass dieser Ausdruck formal identisch mit Albert Einsteins genaherter Formel fur die Allgemeine Relativitatstheorie veroffentlicht 1915 ist A 4 ϵ 24 p 3 a 2 T 2 c 2 1 e 2 displaystyle epsilon 24 pi 3 frac a 2 T 2 c 2 1 e 2 nbsp wo e Exzentrizitat a Grosse Halbachse T Umlaufzeit Gehrcke liess deswegen Gerbers Arbeit von 1902 in den Annalen der Physik 1917 neu abdrucken mit der Absicht die Prioritat Einsteins zu untergraben und auf einen moglichen Plagiat hinzuweisen A 5 Nach Roseveare B 3 Klaus Hentschel B 6 und Albrecht Folsing B 7 wurden diese Behauptungen sofort zuruckgewiesen da bereits kurz nach dem Neuabdruck von Gerbers Arbeit Gegendarstellungen erschienen wonach trotz der richtigen Formel die Theorie Gerbers unbrauchbar war Zum Beispiel nach Hugo von Seeliger A 6 und Max von Laue A 7 sind Gerbers Ergebnisse nicht mit den Voraussetzungen seiner eigenen Theorie in Ubereinstimmung zu bringen beziehungsweise gar nur mathematische Fehler Wahrend Seeliger in einem zweiseitigen Brief in den Annalen der Physik die Funktionalableitung des Gerberschen Potentials als Rezept zum Herleiten der geschwindigkeitsabhangigen Kraft mokiert kritisiert Laue ebenso in einem zweiseitigen Brief im selben Journal und spater in Die Naturwissenschaften das seiner Auffassung nach unphysikalische Gerbersche Potential welches keinerlei Ahnlichkeit mit retardierenden Potentialen aufweist Und Einstein schrieb in dieser teils polemisch gefuhrten Debatte 1920 A 8 Herr Gehrcke will glauben machen dass die Perihelbewegung des Merkur auch ohne Relativitatstheorie zu erklaren sei Es gibt da zwei Moglichkeiten Entweder man erfindet besondere interplanetare Massen Oder aber man beruft sich auf eine Arbeit von Gerber der die richtige Formel fur die Perihelbewegung des Merkur bereits vor mir angegeben hat Aber die Fachleute sind nicht nur daruber einig dass Gerbers Ableitung durch und durch unrichtig ist sondern die Formel ist als Konsequenz der von Gerber an die Spitze gestellten Annahmen uberhaupt nicht zu gewinnen Herrn Gerbers Arbeit ist daher vollig wertlos ein missgluckter und irreparabler theoretischer Versuch Ich konstatiere dass die allgemeine Relativitatstheorie die erste wirkliche Erklarung fur die Perihelbewegung des Merkur geliefert hat Ich habe die Gerbersche Arbeit ursprunglich schon deshalb nicht erwahnt weil ich sie nicht kannte als ich meine Arbeit uber die Perihelbewegung des Merkur schrieb ich hatte aber auch keinen Anlass gehabt sie zu erwahnen wenn ich von ihr Kenntnis gehabt hatte In der jungeren Vergangenheit beschaftigte sich auch Roseveare mit dieser Theorie und bezeichnete Gerbers Herleitung als unklar jedoch glaubte er selbst eine stimmige Herleitung des Gerberschen Potentials gegeben zu haben B 3 wobei deren Richtigkeit allerdings bestritten wird web 1 Doch auch Roseveare verwirft Gerbers Theorie und weist insbesondere darauf hin dass nach Gerber ein um den Faktor 3 2 zu hoher Wert fur die Ablenkung des Lichtes im Gravitationsfeld folgt Auch die Periheldrehung ergibt einen falschen Wert wenn die relativistische Masse berucksichtigt wird Quellen Bearbeiten nbsp Wikisource Paul Gerber Quellen und Volltexte Primarquellen Einstein A Erklarung der Perihelbewegung des Merkur aus der allgemeinen Relativitatstheorie In Sitzungsberichte der Preussischen Akademie der Wissenschaften Nr 2 1915 S 831 839 Einstein A Die Grundlage der allgemeinen Relativitatstheorie In Annalen der Physik Band 49 1916 S 769 822 Online PDF Einstein A Meine Antwort Uber die anti relativitatstheoretische G m b H In Berliner Tageblatt Band 402 1920 Gehrcke E Zur Kritik und Geschichte der neueren Gravitationstheorien In Annalen der Physik Band 51 1916 S 119 124 Online Gerber P Die raumliche und zeitliche Ausbreitung der Gravitation In Zeitschrift fur Mathematik und Physik Band 43 1898 S 93 104 Gerber P Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Gravitation In Annalen der Physik Band 52 1917 S 415 444 Online Ursprunglich erschienen in Programmabhandlung des stadtischen Realgymnasiums zu Stargard i Pomm 1902 Laue M Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Gravitation Bemerkungen zur gleichnamigen Abhandlung von P Gerber In Annalen der Physik Band 53 1917 S 214 216 Online Laue M Historisch Kritisches uber die Perihelbewegung des Merkur In Naturwissenschaften Band 8 Nr 37 1920 S 735 736 doi 10 1007 BF02449026 Levy M Sur l application des lois electrodynamiques au mouvement des planetes In Comptes Rendus Band 110 1890 S 545 551 Online Oppenheim S Zur Frage nach der Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Gravitation In Annalen der Physik Band 53 1917 S 163 168 Online Seeliger H Bemerkungen zu P Gerbers Aufsatz Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Gravitation In Annalen der Physik Band 53 1917 S 31 32 Online Sekundarquellen Folsing A Albert Einstein Eine Biographie Suhrkamp Frankfurt am Main 1993 Hentschel Klaus Interpretationen und Fehlinterpretationen der speziellen und der allgemeinen Relativitatstheorie durch Zeitgenossen Albert Einsteins Basel Birkhauser 1990 Science Networks 6 S 150 162 Oppenheim S Kritik des newtonschen Gravitationsgesetzes In Encyklopadie der mathematischen Wissenschaften mit Einschluss ihrer Anwendungen Band 6 2 2 1920 S 80 158 Online Roseveare N T Mercury s perihelion from Leverrier to Einstein University Press Oxford 1982 Zenneck J Gravitation In Encyklopadie der mathematischen Wissenschaften mit Einschluss ihrer Anwendungen Band 5 1 1901 S 25 67 Online Einzelnachweise BearbeitenEinzelnachweise zu Primarquellen A Levy 1890 Gerber 1898 1902 Gehrcke 1916 Einstein 1915 und 1916 822 Gerber 1917 Seeliger 1917 Laue 1917 1920 Einstein 1920Einzelnachweise zu Sekundarquellen B Zenneck 1901 46ff Oppenheim 1920 153ff a b c Roseveare 1982 Kap 6 Zenneck 1901 49ff Oppenheim 1920 156f Hentschel 1990 pp 150ff Folsing 1993 Kap 5Sonstige MathPages Gerber s Gravity Gerber s Light DeflectionNormdaten Person GND 1034763199 lobid OGND AKS LCCN no2012140356 VIAF 5686174 Wikipedia Personensuche PersonendatenNAME Gerber PaulALTERNATIVNAMEN Gerber Carl Ludwig Paul vollstandiger Name KURZBESCHREIBUNG deutscher PhysikerGEBURTSDATUM 1 Januar 1854GEBURTSORT BerlinSTERBEDATUM 13 August 1909STERBEORT Freiburg im Breisgau Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Paul Gerber Physiker amp oldid 228431732