Einsteins Relativitätstheorie auf dem Prüfstand: Forschungsteam entdeckt „kosmischen Fehler“
Auf kosmischer Ebene scheint die Schwerkraft nicht perfekt mit Einsteins Theorie übereinzustimmen. Ein Forschungsteam will diese Diskrepanz lösen.
Waterloo – Im Jahr 1915 präsentierte Albert Einstein seine allgemeine Relativitätstheorie, die bis heute Gültigkeit besitzt. Sie prognostizierte unter anderem sehr präzise das Aussehen von schwarzen Löchern – eine Vorhersage, die durch das erste Bild eines schwarzen Lochs bestätigt wurde. Auch die Existenz sogenannter Gravitationslinsen – massereiche Objekte im Universum, die als Vergrößerungsglas für dahinterliegende Objekte fungieren – stützte die Theorie.
Robin Wen von der Universität in Waterloo, Kanada, betont: „Dieses Modell der Schwerkraft war für alles wichtig, von der Theorie des Urknalls bis zum Fotografieren von schwarzen Löchern“. Doch er fügt hinzu: „Aber wenn wir versuchen, die Schwerkraft auf kosmischer Ebene zu verstehen, auf der Ebene von Galaxien-Haufen und darüber hinaus, stoßen wir auf offensichtliche Unstimmigkeiten mit den Vorhersagen der allgemeinen Relativitätstheorie.“ Es scheine, „als ob die Schwerkraft selbst nicht mehr perfekt mit Einsteins Theorie übereinstimmt“.
Schwerkraft wird in Milliarden von Lichtjahren um etwa ein Prozent schwächer
Dieses Phänomen wird laut Wen als „kosmischer Fehler“ bezeichnet. „Die Schwerkraft wird um etwa ein Prozent schwächer, wenn es um Entfernungen von Milliarden von Lichtjahren geht.“ Seit mehr als zwei Jahrzehnten bemühen sich Physiker und Astronomen, mathematische Modelle zu erstellen, die diese Diskrepanzen der Relativitätstheorie erklären können. Zusammen mit einem Forschungsteam scheint es Wen nun gelungen zu sein, ein solches Modell zu entwickeln. Die Ergebnisse wurden im Fachmagazin Journal of Cosmology and Astroparticle Physics veröffentlicht.
„Vor fast einem Jahrhundert entdeckten die Astronomen, dass sich unser Universum ausdehnt“, erläutert Niayesh Afshordi, ein Mitautor der Studie. „Je weiter die Galaxien entfernt sind, desto schneller bewegen sie sich, bis zu dem Punkt, an dem sie sich fast mit Lichtgeschwindigkeit zu bewegen scheinen, dem von Einsteins Theorie erlaubten Maximum. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass Einsteins Theorie in diesen Größenordnungen unzureichend sein könnte.“
Forschungsteam modifiziert und erweitert Einsteins Relativitätstheorie
Das neu entwickelte Modell des „kosmischen Fehlers“ modifiziert und erweitert Einsteins mathematische Formeln so, dass die Diskrepanz einiger kosmologischer Messungen aufgelöst wird, ohne den funktionierenden Teil der allgemeinen Relativitätstheorie zu beeinträchtigen. „Stellen Sie sich das wie eine Fußnote zu Einsteins Theorie vor“, unterstreicht Wen in einer Mitteilung. „Sobald man einen kosmischen Maßstab erreicht, gelten andere Bedingungen“.
Afshordi ist überzeugt: „Dieses neue Modell könnte der erste Hinweis auf ein kosmisches Rätsel sein, das wir gerade beginnen, über Raum und Zeit hinweg zu lösen.“ (tab)