Fußnote zur Relativitätstheorie:
Kosmische Störung der Schwerkraft
Albert Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie weist einige Ungereimtheiten auf, wenn es um die Berechnung ihrer Auswirkungen auf große Entfernungen geht. Neue Forschungsergebnisse deuten nun darauf hin, dass diese Ungereimtheiten das Ergebnis einer "kosmischen Panne" sein könnten.
"Dieses Modell der Schwerkraft war für alles von der Theorie des Urknalls bis zur Fotografie von schwarzen Löchern von grundlegender Bedeutung", erklärt Robin Wen von der University of Waterloo. "Aber wenn wir versuchen, die Schwerkraft auf kosmischer Ebene zu verstehen, auf der Ebene von Galaxienhaufen und darüber hinaus, stoßen wir auf offensichtliche Unstimmigkeiten mit den Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie."
"Die Schwerkraft wird um etwa ein Prozent schwächer, wenn es um Entfernungen von Milliarden von Lichtjahren geht", so Wen. "Wir nennen diese Unstimmigkeit eine 'kosmische Störung'. Es ist fast so, als ob die Schwerkraft selbst nicht mehr perfekt mit Einsteins Theorie übereinstimmt."
Das Team der University of Waterloo geht von einer "kosmischen Störung" aus, die die Schwerkraft in großen Entfernungen verändert und erweitert Einsteins mathematische Formeln, um die Theorie zu stützen und nicht zu stürzen. "Man kann sich das wie eine Fußnote zu Einsteins Theorie vorstellen", sagte Wen. "Sobald man eine gewisse kosmische Größenordnung erreicht, gelten andere Bedingungen".
Die von dem Team beschriebene kosmische Störung würde eine Änderung eines Wertes erfordern, der als Gravitationskonstante bezeichnet wird. Diese Änderung würde eintreten, wenn sich die Berechnungen dem "Superhorizont" nähern, d. h. der maximalen Entfernung, die das Licht seit der Entstehung des Universums zurückgelegt haben könnte.
Diese Anpassung kann laut dem Forscher-Team durch eine einzige Erweiterung des kosmologischen Standardmodells erfolgen: Dieses Modell ist als Lambda-Modell für kalte dunkle Materie bekannt. Sobald die Erweiterung fertiggestellt ist, sollte sie Unstimmigkeiten bei Messungen in kosmologischen Maßstäben ausräumen, ohne die bisherigen erfolgreichen Anwendungen der Allgemeinen Relativitätstheorie zu beeinträchtigen.
Siehe auch:
Eine kosmische Störung der Schwerkraft
Das geht aus einem Bericht eines Forschungsteams der University of Waterloo hervor. Wie schon die Newtonsche Gravitationstheorie, die von der Allgemeinen Relativitätstheorie abgelöst wurde, hat auch Einstein nicht das vollständige Bild dieser rätselhaften Kraft zeichnen können - das war ihm allerdings auch bewusst."Dieses Modell der Schwerkraft war für alles von der Theorie des Urknalls bis zur Fotografie von schwarzen Löchern von grundlegender Bedeutung", erklärt Robin Wen von der University of Waterloo. "Aber wenn wir versuchen, die Schwerkraft auf kosmischer Ebene zu verstehen, auf der Ebene von Galaxienhaufen und darüber hinaus, stoßen wir auf offensichtliche Unstimmigkeiten mit den Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie."
"Die Schwerkraft wird um etwa ein Prozent schwächer, wenn es um Entfernungen von Milliarden von Lichtjahren geht", so Wen. "Wir nennen diese Unstimmigkeit eine 'kosmische Störung'. Es ist fast so, als ob die Schwerkraft selbst nicht mehr perfekt mit Einsteins Theorie übereinstimmt."
Das Team der University of Waterloo geht von einer "kosmischen Störung" aus, die die Schwerkraft in großen Entfernungen verändert und erweitert Einsteins mathematische Formeln, um die Theorie zu stützen und nicht zu stürzen. "Man kann sich das wie eine Fußnote zu Einsteins Theorie vorstellen", sagte Wen. "Sobald man eine gewisse kosmische Größenordnung erreicht, gelten andere Bedingungen".
Die von dem Team beschriebene kosmische Störung würde eine Änderung eines Wertes erfordern, der als Gravitationskonstante bezeichnet wird. Diese Änderung würde eintreten, wenn sich die Berechnungen dem "Superhorizont" nähern, d. h. der maximalen Entfernung, die das Licht seit der Entstehung des Universums zurückgelegt haben könnte.
Diese Anpassung kann laut dem Forscher-Team durch eine einzige Erweiterung des kosmologischen Standardmodells erfolgen: Dieses Modell ist als Lambda-Modell für kalte dunkle Materie bekannt. Sobald die Erweiterung fertiggestellt ist, sollte sie Unstimmigkeiten bei Messungen in kosmologischen Maßstäben ausräumen, ohne die bisherigen erfolgreichen Anwendungen der Allgemeinen Relativitätstheorie zu beeinträchtigen.
Zusammenfassung
- Einstein möglicherweise nicht das vollständige Bild der Schwerkraft erfasst
- Neue Forschung deutet auf eine "kosmische Panne" in der Relativitätstheorie hin
- Schwerkraft könnte um etwa 1% schwächer über Milliarden Lichtjahre sein
- University of Waterloo erforscht "kosmische Störung" in Einsteins Theorie
- Anpassung der Gravitationskonstante in kosmischen Maßstäben erforderlich
- Lambda-Modell für kalte dunkle Materie könnte die Lösung bieten
- Erweiterung soll Unstimmigkeiten ohne Beeinträchtigung der Theorie klären
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Thema:
