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Physiker widerlegen Einsteins Relativitätstheorie möglicherweise in einem Punkt

Ist die Allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein das einzig gültige Modell?
Ist die Allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein das einzig gültige Modell?
Foto: iStock/dianaarturovna
Physiker nahmen es mit den Ungereimtheiten des Einstein-Modells auf und testeten erstmals die sogenannte "Chamäleon"-Theorie.

Die Allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein war ein Meilenstein in der Physik. Sie beschreibt die Schwerkraft als Krümmung von Zeit und Raum, die etwa durch massereiche Objekte wie Sterne erzeugt wird. Dennoch gibt es einige Forscher, die alternative Hypothesen vorschlagen. Erstmals testeten Physiker nun eine erweiterte Version der Allgemeinen Relativitätstheorie in einer Galaxiesimulation.

Alternative zu Allgemeiner Relativitätstheorie von Einstein

In Einsteins Modell ist die Schwerkraft konstant. Im alternativen Schema gehen die Forscher davon aus, dass die Gravitation sich je nach Materiedichte verändert. Der Gegenvorschlag zur Allgemeinen Relativitätstheorie ist einigermaßen gehaltvoll.

Wissenschaftler belegten Einsteins Annahmen in zahlreichen Tests, dennoch gibt es einen wesentlichen Aspekt, der noch immer Ungereimtheiten aufweist: das Vorkommen von sogenannter dunkler Energie. Dunkle Energie führt dazu, dass sich das Universum immer weiter ausweitet – diese Tatsache lässt sich nicht mit der Allgemeinen Relativitätstheorie erklären.

"Chamäleon"-Theorie als Erweiterung

Die „Chamäleon“-Theorie, sozusagen eine Erweiterung des Einstein-Modell, geht nun von einer inkonstanten Gravitation aus. Das Wissenschaftsmagazin Scinexx berichtet von der ersten Galaxiesimulation.

Das Team um Christian Arnold von der Durham University testeten die Chamäleon-Theorie erstmals für einen entscheidenden Prozess im Universum – die Entstehung von Galaxien. Dabei prüften sie, ob sich auch unter zwei verschiedenen Varianten der Schwerkraft die gleichen galaktischen Parameter bilden wie unter Einsteins Relativitätstheorie.

Positives Ergebnis

Das Ergebnis war positiv: „Zum ersten Mal zeigen wir in unseren Simulationen, dass Galaxien mit Spiralarmen sich selbst dann bilden, wenn man die Gravitation verändert“, sagt Arnold. „Unsere Ergebnisse besagen damit nicht, dass die Relativitätstheorie falsch ist, aber sie zeigen, dass dies nicht der einzige Weg ist, um die Rolle der Gravitation bei der Entwicklung des Universums zu beschreiben“.

Nach Ansicht der Physiker könnten sich die Gravitationseffekte abhängig von ihrer Umgebung verändern. Galaxien in unserem Universum sehen nach dieser Alternative zur Allgemeinen Relativitätstheorie jedoch unmerklich anders aus wie nach dem Einstein-Modell. Die Forscher rufen im Fachmagazin Nature Astronomy außerdem zu weiterer Forschung auf.

Andere Physiker befassten sich bereits mit den Effekten Dunkler Materie hinsichtlich Einsteins Relativitätstheorie. Abgesehen von der Allgemeinen Relativitätstheorie fasziniert die Theorie eines an uns angrenzenden Spiegel-Universums.

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