Die Lichtgeschwindigkeit c = 1 zu setzen, funktioniert natürlich auch nur dann, wenn die anderen Einheiten auch entsprechend geändert werden.
Klar würde es schief gehen, einfach nur c = 1 zu setzen und alles andere unverändert zu lassen, denn dann stünde da ja E = m*1, also [Joule] = [kg].
Wenn allerdings alle anderen Größen entsprechend verändert werden, passt alles wieder. Es verändert dann nichts am Inhalt der physikalischen Gesetze und alle Berechnungen kommen auf das selbe Ergebnis, wie ohne die Konvention von c = 1.
Es handelt sich einfach nur um eine praktische Vereinfachung mit weniger Schreibaufwand.
Wenn man z.B. in der Teilchenphysik ständig den Zusammenhang zwischen Energie und Masse aufschreiben muss, dann geht es viel schneller, die Masse in eV anzugeben, was ja im SI-Einheitensystem eine Energie-Einheit ist.
Dann funktioniert es Einheitentechnisch problemlos, E = m zu setzen.
Wenn man am Ende die ganzen Größen, z.B. die Masse eines Teilchens wieder in kg haben will, dividiert man einfach duch c² in SI-Einheiten.
Z.B.: Ruhemasse des Elektrons: im System mit c = 1 wird da
m = 511 keV angegeben, das sind 5,11*10^5 eV = 5,11 * 10^5 * 1,6022 * 10^-19 J = 8,19 * 10^-14 J Energie. (1 J = 1 Joule = 1 kg * m² / s²)
Um die Masse in kg zu bekommen, also im SI-Einheitensystem, teilen wir durch c² (wobei c = 3*10^8 m/s) und erhalten:
m = 8,19 * 10^-14 J / (9 * 10^16 m² / s²) = 9,1 * 10^-31 kg.
Wäre alles schöner aufzuschreiben, wenn das Forum hier TeX-Unterstützung für Formeln hätte.
Zu deinem Punkt 1:
Ich hab tatsächlich NICHT gesagt, dass jemand hier nicht den nötigen Grips hätte. Das Problem ist meiner Erfahrung nach nämlich nicht der Grips, sondern die Zeit und Muße zum Detail und exakter Formulierung, die notwendig ist. Letzere kann so ziemlich jeder lernen, denke ich mal, aber das ist etwas, was selbst an der Uni Jahre dauert, bis man alle grundlegenden "Werkzeuge" der Mathematik beisammen hat.
Tatsächlich würde ich dir generell gerne beim Verständnis helfen und deinen Theorien zuhören. Das Problem sind zwei Dinge: Erstens braucht das wohl ziemlich viel Zeit, wenn man es richtig machen will. Und zweitens ergibt sich die Plausibilität oder eben der Fehler einer Theorie entweder durch einen Logikfehler, den man finden könnte, oder durch den Vergleich der theoretischen Vorhersagen mit den experimentell gesammelten Messdaten.
Das heißt, um deine Theorien wirklich zu prüfen, müsstest du sie mathematisch konkret formulieren.
Übrigens würde ich dich nicht als Spinner bezeichenen, auch wenn die Theorien völlig abwegig sind, sondern dir in dem Fall versuchen, zu erklären, wo die Theorie den Haken hat, wenn sie denn einen hat.
Wie gesagt, Zeitmangel wird das Problem sein, aber versuch es gerne zu formulieren, dann können wir das weiterdiskutieren.
Zu Punkt 2:
Soweit ich es erlebt habe, wurde in der "Ausbildungszeit" immer klar unterschieden zwischen empirischen Beobachtungen und theoretischen Herleitungen.
An "Einstein und Konsorten" durfte man auch gerne zweifeln, man konnte immer entweder mit dem Dozenten eine Diskussion führen, indem sich viele Zweifel klären ließen, oder man konnte in einem Buch eine zufriedenstellende Begründung finden.
Im Gegensatz zu politischen Ideologieen haben wir in der Physik und Mathematik das große Glück, dass Theorieen wirklich früher oder später vorbehaltlos geprüft werden und auch diese Prüfung vielfach dokumentiert und nachvollziehbar ist.
Das, was man später an abstraken Methoden und Formalismen verwendet, wurde zuvor über Jahre in früheren Vorlesungen aufgebaut.
Der Hamilton-Operator der Quantenmechanik z.B. fußt auch in der analytischen Mechanik, die wiederum auf der klassischen Mechanik aufbaut.
Solange jeder Zwischenschritt folgerichtig ist und man immer die vollen Bedingungen überprüft, unter denen ein bestimmter Formalismus gültig ist, bekommt man so eine reihe sehr mächtiger theoretischer Werkzeuge, auf deren Logik man sich verlassen kann.
Man muss also nicht Blind einer Meinung folgen.
Ich sehe in der heutigen universitäten Ausbildung eher das Problem, dass man im Grundstudium in einem Höllen-Tempo durch die ganze Thematik rauscht und dementsprechend schnell Gefahr läuft, den Überblick zu verlieren.
Das sorgt auch dafür, dass man vieles wieder vergisst und später bei Bedarf auffrischen muss. Der Vorteil ist, dass das dann deutlich schneller geht, weil man im Großen und Ganzen noch weiß ,wo man lang musste.
"Andersdenkende" gibt es auch in der seriösen Wissenschaft und ihre Theorien werden auch veröffentlicht.
Sie müssen nur eben präzise formuliert sein und einen Vorteil bieten, den die bisherigen Theorien nicht haben.
Als Gegenbeispiel kann man gewisse angebliche Wissenschaftler (einer ist sogar angeblich Professor...) nennen, die z.B. behaupten, Generatoren für "freine Energie" konzipiert zu haben.
Die beklagen sich dann gerne auf YouTube, dass man sie nicht anhören würde.
Das Problem ist, dass sie keine präzise Theorie bereitstellen, die man prüfen könnte.
Stattdessen werden dann Verschwörungstheorien aufgestellt, dass irgendeine böse Regierung ihre Erfindungen geheimhalten wolle.
Dass das nicht sein kann, sieht man schon daran, wie schlecht Regierungen allgemein darin sind, ihre eigenen Geheimnisse geheim zu halten (Korruptions-Skandale, schwarze Kassen, stümperhafte IT-Sicherung und daraus folgende erfolgreiche Hacker-Angriffe auf Regierungs-Netzwerke,...).
Formeln nach Eleganz oder Einfachheit zu beurteilen, ist nur unter der Bedingung sinnvoll, dass die entsprechend bevorzugte Theorie auch alle experimentellen Ergebnisse richtig vorhersagt.
Ein (vereinfachtes) Beispiel: Newton sagt zur Anziehungskraft zwischen zwei Körpern mit Massen m1 und m2, dass
F = G * m1 * m2 / r²,
wobei G eine Naturkonstante, und r der Abstand der Körper zueinander ist.
Unsere Anschauung sagt uns wahrscheinlich, dass das ganz plausibel ist: wenn die beiden Körper massereicher sind, ziehen sie sich stärker an. Ein massereicher Amboss "wiegt" ja auch mehr als eine Münze und ist entsprechend deutlich schwerer durch in-der-Hand-halten davon abzubringen, zu Boden zu fallen.
Man könnte so eine Theorie jetzt als relativ elegant bezeichnen.
Nun kommt vielleicht jemand anderes und sagt, das er die Messergebnisse genauso gut beschreiben kann mit einer anderen Formel, z.B.
F = G * ((m1 + m2)² - m1² - m2² - m1*m2) / r².
Offensichtlich führt hier der zweite Ansatz zu exakt den gleichen Ergebnissen, wie der erste Ansatz, nur ist er viel länger und damit komplizierter, weil er Terme enthält, die sich gegenseitig wegkürzen.
Da ist es doch offensichtlich, dass man den zweiten Ansatz verwirft.
Wenn man nun in Zukunft die Gravitation genauer vermessen würde und herausfände, dass z.B. der Faktor 1/r² nicht ganz korrekt wäre, müsste man natürlich eine eine Theorie aufstellen, die von Newton abweicht und dann die Messergebnisse besser beschriebe.
Solange man allerdings keine Messergebnisse zur Verfügung hat, die darauf hindeuten, dass das einfache Newtonsche Gravitationsgsetz falsch ist, gibt es keinen Grund und vor allem keine Begründung, eine kompliziertere Formel anzusetzen.
Wie gesagt: Die Physik ist eine relativ Beobachtungs-orientierte und oft Anwendungs-orientierte Wissenschaft. Man sucht immer das beste Modell, um damit ein Verhalten vorhersagen zu können.
Dem Bungee-Springer ist es nämlich am Ende relativ egal, ob sein Seil die passende Länge hat, weil man nach Newton gerechnet hat, oder aufgrund irgendeiner kompizierteren Theorie.
Ihm ist wichtig, DASS das Seil die richtige Länge hat.
Zu deinem Beispiel mit der Lichtgeschwindigkeit:
Das Michelson-Morley-Experiment
Michelson-Morley-Experiment – Wikipedia hatte gerade den Auftrag, diese absolute Bewegungsgeschwindigkeit der Erde im angenommenen Äther zu bestimmen.
Das Ergebnis war ja gerade, dass offensichtlich die Lichtgeschwindigkeit in jedem Bezugssystem konstant ist.
Um an das oben geschriebene anzuknüpfen: Es gab früher eine Theorie, dass Licht sich in einem Medium ausbreiten sollte, das das ganze Universum ausfüllt.
Dieses Medium wurde Äther genannt.
Diese Theorie wurde durch das Michelson-Morley-Experiment getestet und es kam herraus, dass die Theorie falsch war.
Vorher war der Ansatz eines Äthers ja relativ schlüssig: Man hatte beobachtet, dass sich z.B. Schallwellen und Wasserwellen in einem Medium ausbreiten:
Beim Schall hat man die Luft, die im (thermodynamischen) Gleichgewichtszustand überall einen konstanten Druck hat.
Wenn man Schall erzeugt, verändert man an einem Ort in der Luft (also lokal) den Druck.
Diese Druckänderung breitet sich wellenförmig durch das Medium Luft aus.
Bei Wasserwellen kann man entsprechend das Wasser als Medium sehen.
Nun hatte sich durch das Michelson-Morley-Experiment ein scheinbares Paradoxon aufgetan, das sich aber dadurch lückenlos konsistent auflösen lässt, wenn man eine in jedem Inertialsystem konstante Lichtgeschwindigkeit annimmt.
Das ist natürlich ein gewisser "Schock" für's Gehirn, aber das ist nunmal so. Wir machen eine Beobachtung und finden heraus, das etws nicht so ist, wie wir es uns vorgestellt haben.
Nun muss man erstmal "Okay, dann nehme ich eben mal testweise an, dass die Lichtgeschwindigkeit so komisch konstant ist" sagen.
Und dann schaut man, was logisch daraus folgert.
Und dann ergeben sich erstaunliche Dinge, z.B. dass die Zeit in einem bewegen Bezugssystem langsamer gehen müsste, oder dass schnelle Objekte kürzer werden müssten.
Der klassisch geprägte Menschenverstand sagt dann völlig zurecht "HÄ?! Aber das KANN doch gar nicht sein, das SIEHT man doch!".
Also macht man Experimente, um zu testen, ob diese Konsequenzen wirklich eintreten.
Und voilà: Es stimmt tatsächlich.
Das Experiment mit bewegten Uhren hat man gemacht mit einer Atomuhr im Flugzeug, das dann stundenlang schnell herumgeflogen ist.
Und die vorhergesagte Zeitdilitation trat ein.
Den Effekt nutzt man sogar ganz gezielt in Teilchenbeschleunigern mit großer Wonne:
Was machst du, wenn du ein Teilchen untersuchen möchtest, das aber viel zu kurzlebig ist und normalerweise längst wieder zerfallen wäre, bevor es untersucht werden könnte?
Na klar, du packst es in einen Speicherring und jagst es mit einer Heidengeschwindigkeit (nahezu Lichtgewindigkeit) im Kreis.
Das funktioniert prima. Auch das GPS würde versagen, wenn man die relativistischen Einflüsse nicht mit einrechnen würde.
Und das beste an diesen Sachen wie Zeitdilitation und Lorenzkontraktion ist:
Du kannst es ganz einfach selbst berechnen. Du brauchst nur den Satz des Pythagoras und die Annahme, dass die Lichtgeschwindigkeit konstant ist.
Das Problem ist, dass man sich schnell mit der Frage verwirren kann, was genau "gleichzeitig" ist. Aber probier es mal aus, macht Spaß, wenn man irgendwann das richtige Ergebnis raus hat.
Wenn du genaue Fragen zur Relativitätstheorie hast, bin ich allerdings nicht der richtige Ansprechpartner.
Es gibt auch sehr viele Bücher zur Einführung in die spezielle Relativitätstheorie, darunter müssten auch einige sein, die sich genug Zeit nehmen, scheinbare Widersprüche verständlich aufzulösen.
