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Das letzte Problem: Albert Einsteins Relativitätstheorie ist endlich komplett

Einsteins Relativitätstheorie: Erstaunliche Alternative übertrifft sie ausgerechnet in diesem Punkt
Do, 29.08.2019, 11.14 Uhr

Einsteins Relativitätstheorie: Erstaunliche Alternative übertrifft sie ausgerechnet in diesem Punkt

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Albert Einsteins Relativitätstheorie hatte lange Zeit ein schwerwiegendes Problem. Es fehlte ein wichtiges Bindeglied, das nun endlich entschlüsselt werden konnte.

Albert Einsteins Relativitätstheorie ist der wohl bekannteste Grundsatz der Physik. Sie befasst sich mit der Struktur von Raum, Zeit und Gravitation, wies jedoch lange Zeit eine klaffende Wunde auf. Es fehlte das Bindeglied, das sie mit den Ideen der Quantenmechanik vereinbar gemacht hätte. Nun endlich soll des Problems Lösung gefunden worden sein und die Wissenschaft ist in Aufruhr.

Der Urknall stellt die Forschung immer wieder vor neue Fragen
Der Urknall stellt die Forschung immer wieder vor neue Fragen

Albert Einstein: Relativitätstheorie endlich lückenlos

1916 veröffentlichte Albert Einstein seine allgemeine Relatitvitätstheorie, die sich mit dem Verhalten von Raum und Zeit beschäftigt. Darauf basierend entwickelten sich unsere heutigen Modelle der Raum-Zeit in unserem Universum und unsere Annahmen zur Entstehung des Universums durch den Urknall.

Das Problem der Physik bestand bisher darin, dass die theoretischen Berechnungen mithilfe der Einstein-Formel extreme Diskrepanzen zu den tatsächlich beobachteten Phänomen aufwies. Tatsächlich lagen die Werte so weit auseinander, dass man von der schlechtesten physikalischen Prognose überhaupt sprechen kann. Um beide Felder aneinander anzupassen, braucht es die kosmologische Konstante. Leider war der Wert dieser Konstante bisher unbekannt.

Was bedeutet die kosmologische Konstante in der Relativitätsheorie?

Die kosmologische Konstante ist eine Konstante in Albert Einsteins Relativitätstheorie, die durch das griechische Zeichen Lambda die Gravitationskraft beschreibt, als geometrische Krümmung in der Raumzeit. Dieser wurde eingeführt aufgrund Albert Einsteins Annahme, dass das Universum sich in seiner Größe nicht verändert.

Später entdeckte Edwin Hubble allerdings, dass sich unser Universum in der Tat verändert, denn es expandiert stetig. Die kosmologische Konstante wurde verworfen und als Einsteins schlimmster Fehler beschrieben. Erst 1998 wurde sie wieder eingeführt, nämlich als Forscher beobachteten, dass sie die Geschwindigkeit in der sich unser Universum ausbreitet erheblich gesteigert hat. Die kosmologische Konstante wurde genutzt, um genau dieses Phämomen der "dunklen Energie" zu beschreiben.

Weshalb wir die kosmologische Konstante brauchen, um unser Universum zu verstehen

Obwohl die Physik die kosmologische Konstante für ihre Berechnungen benötigt, war der Wert der "dunklen Energie" bisher unbekannt und gehörte zu den größten ungelösten Problemen der modernen Physik. Das führte dazu, dass theoretische Berechnung mit einem Wert von 10121 (eine Zahl mit 120 Nullen!) von dem tatsächlich beobachteten Phänomen abwich. Grund genug für viele Wissenschaftler Einsteins Relativitätstheorie anzuzweifeln.

Das Problem mit der Gravitationskonstante

Der Schweizer Professor Lucas Lombriser der Universität Genf hat nun eine neue Methode entwickelt, um die fehlende kosmologische Konstante Einsteins zu bestimmen. Seine Ergebnisse veröffentlichte er in der Oktoberausgabe des "Physics Letter B"-Journals. Dabei hat er Einsteins Modell nicht verändert, sondern lediglich einen weiteren Aspekt hinzugefügt.

Er geht davon aus, dass die Gravitationskonstante, die erstmals von Isaac Newton eingeführt wurde, nicht konstant ist, sondern sich ändern kann. Allerdings nur in dem von uns nicht sichtbaren Teil des Universums. Die Gravitationskonstante ist also im sichtbaren Teil des Universums weiterhin konstant. Er geht davon aus, dass verschiedene Teile des Universums verschiedene Konstanten haben.

So lösen neue Forschungen das Problem von Einsteins Relativitätstheorie

Mit der Annahme der veränderlichen Gravitationskonstante fügte Lombriser eine weitere Gleichung hinzu, die die Gravitionaskonstante ins Verhältnis zu der Masse der Raum-Zeit setzt. Mit unseren bisherigen Annahmen der Größe des Universums, der schwarzen Materie und Sternen, konnte er einen Wert für die kosmologische Konstante ermitteln.

Immerhin zu 68,5 Prozent stimmen seine Berechnungen nun mit den Beobachtungen der Quantenmechanik überein, eine enorme Verbesserung in der Relativitätstheorie. Mit den bisherigen Messmöglichkeiten kann seine Theorie noch nicht getestet und bewiesen werden, aber Lombriser geht davon aus, dass wir in der Zukunft bessere Technik und Theorien haben, um seine Theorie zu beweisen.

Sollte sich seine neue Formel zu Einsteins Relativitätstheorie beweisen, könnte man damit viele ungelöste Mysterien unseres Universums verstehen.

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