Gravitations-Geschwindigkeit Einstein behält Recht

Zum ersten Mal ist es Forschern gelungen, die Geschwindigkeit der Schwerkraft zu messen. Das mit Hilfe des Gasplaneten Jupiter gewonnene Ergebnis bestätigt die Vermutungen Einsteins.


Vor fast neunzig Jahren veröffentlichte Albert Einstein eine Arbeit, die das Verständnis des Universums grundlegend verändern sollte: die Allgemeine Relativitätstheorie. Das famose Formelwerk korrigierte auch einen Irrtum des Vordenkers Isaac Newton. "Newton dachte, die Schwerkraft würde unmittelbar wirken", erklärt der Physiker Sergei Kopeikin. "Einstein nahm dagegen an, dass sie sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet."

Physiker Einstein: Famoses Formelwerk
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Physiker Einstein: Famoses Formelwerk

Allerdings, so der Forscher von der University of Missouri-Columbia, hatte bislang niemand die tatsächliche Geschwindigkeit der Gravitation gemessen. Zusammen mit seinem Kollegen Ed Fomalont vom National Radio Astronomy Observatory ist Kopeikin das Kunststück jetzt gelungen. Ihr Ergebnis stellten die Wissenschaftler am Dienstag auf einem Treffen der American Astronomical Society in Seattle vor.

Zuvor hatten viele Experten vermutet, die Geschwindigkeit der Schwerkraft ließe sich nur durch den Nachweis so genannter Gravitationswellen bestimmen. Derartige Störungen der Raumzeit, die sich durchs Weltall ausbreiten, sollten Einsteins Vorhersagen zufolge bei gewaltigen Katastrophen wie zum Beispiel dem Zusammenprall zweier Schwarzer Löcher entstehen. Doch obwohl Wissenschaftler den mysteriösen Wellen mit hochempfindlichen Apparaturen nachspüren, blieben sie bislang Theorie.

Um die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Schwerkraft trotzdem messen zu können, gingen Kopeikin und Fomalont einen anderen Weg. Kopeikin hatte Einsteins Gedankenmodell schon 1999 um einen Spezialfall erweitert, der sich mit der Gravitationswirkung bewegter Körper befasst. Wenn Planeten mit ihrer Schwerkraft das Licht oder die Radiowellen dahinter liegender Objekte ablenken, so fand der Physiker heraus, dann lässt sich daraus die gesuchte Geschwindigkeit ermitteln.

Die Gelegenheit für das Experiment kam im vergangenen September: Mit einem Netzwerk amerikanischer Radioteleskope, dem Very Long Baseline Array (VLBA), sowie dem 100-Meter-Radioteleskop in Effelsberg verfolgten die Wissenschaftler, wie der Jupiter vor einem Quasar vorbeizog. Die starke Radiostrahlung des fernen Galaxienkerns wurde dabei von der Schwerkraft des Planeten leicht gebeugt, was sich in einer scheinbaren Positionsänderung des Quasars äußerte.

Anhand dieser Beobachtung konnten Kopeikin und Fomalont tatsächlich die unbekannte Größe berechnen: "Wir haben herausgefunden, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation jener des Lichts gleicht, wobei die Messunsicherheit 20 Prozent beträgt." Das Resultat untermauert nicht nur Einsteins Vermutung, es könnte auch wichtig sein für Physiker, die an vereinigten Theorien des Makro- und Mikrokosmos arbeiten.

"Dieses Experiment wirft neues Licht auf die Grundlagen der Allgemeinen Relativitätstheorie", sagt Kopeikin. Der Wissenschaftler glaubt, dass mit Teleskop-Netzen wie dem VLBA noch viele weitere Versuche zur Gravitation möglich sind: "Es gibt eine Menge über diese faszinierende kosmische Kraft und ihr Verhältnis zu den anderen Kräften der Natur zu lernen."

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