Zum 100. Geburtstag der Formulierung der berühmten Feldgleichungen der Gravitation, mit der Albert Einstein sein zweites Lebenswerk vollendete: Die allgemeine Relativitätstheorie
Rätselhafte Erscheinungen der Natur
Zeit seines Lebens waren Albert Einstein einige der Feststellungen der Quantenphysik unheimlich. Darüber entstand ein lebhafter Disput zwischen ihm und dem dänischen Physiker Nils Bohr. Jetzt hat eine Forschergruppe im Institut für Kernphysik der Frankfurter Universität festgestellt, dass Nils Bohr Recht hatte.
Elementarteilchen unterliegen (nicht nur für den Beobachter, sondern nach einem Naturgesetz) der Unschärferelation. Man kann entweder sagen, mit welchem Impuls sie sich bewegen oder an welchem Ort sie sich befinden: niemals beides. Das Problem entstand für Albert Einstein, wenn nicht nur Wellen einander auslöschen (durch Interferenz), sondern auch Teilchen im Möglichkeitsraum verschwinden. Es müsse dann immer eine Spur davon geben. Dem hielt Nils Bohr entgegen: nicht nur die Elementarteilchen unterliegen der Unschärferelation, sondern auch die Bahnen, Türen und Gefäße, in denen sie sich bewegen. Dieses Phänomen ist ähnlich fesselnd wie die „spukhafte Fernwirkung von Quanten, die aus derselben Quelle stammen“ und die Erscheinungen der Van-der-Waalschen Kräfte.
Über diese und andere rätselhafte Erscheinungen der Natur berichtet der Kernphysiker Prof. Dr. Reinhard Dörner, Johann Wolfgang Goethe Universität, Frankfurt.
► Albert Einstein – „Da muss irgendetwas falsch sein!“
Sehen sie dazu auch auf dctp.tv
► Die Raumzeit raschelt
Gravitationswellen lassen den Raum „zittern“. Dies lässt sich auf unserer Erde aber nur in minimalen Größenordnungen messen. Wenn z.B. ein Stern explodiert verändert sich auf einem der Inferometern im Max-Planck-Institut für Gravitationsforschung in Hannover der Messwert um ein Tausendstel eines Atomdurchmessers, und das für einige Tausendstel von Sekunden. Das Auffinden von Gravitationswellen entspricht also in den olympischen Disziplinen der Physik einem Marathon. Dennoch: Die Struktur der Raumzeit verändert sich, obwohl der Raum extrem steif ist.
Gravitationswellen entstehen dort, wo sich große Massen extrem schnell asymmetrisch bewegen: bei der Verschmelzung von Doppelsternen, bei der Kollision von Milchstraßen und bei der Entstehung der Welt. In kurzer Zeit wird die Wissenschaft in der Lage sein, die Gravitationswellen nachzuweisen, so wie sie Einstein vorausgesagt hat.
Prof. Dr. Karsten Danzmann, Max-Planck-Institut für Gravitationsforschung in Hannover, berichtet.
► Neuestes vom Urknall
Die beobachtbare Expansion des Kosmos (nur die Leere zwischen den Galaxien dehnt sich aus, diese selbst werden durch ihre Gravitation zusammengehalten) und die Entstehung der Welt stellt den Astrophysikern und Kosmologen wichtige Fragen. Gibt es Universen vor dem Urknall? Wie kommt es zur „kosmischen Inflation“? Wird es ein Ende der Welt geben oder geht der Kosmos nur in andere Welten über? Es geht um den authentischen Fingerabdruck des Urknalls. Nach neuesten Hypothesen ist er kein Anfang, sondern ein „Durchgang“, der sich u.U. in 1000 Milliarden Jahren wiederholen kann. String-Theorie, Gravitationswellen und die kosmische Hintergrundstrahlung sind die Themen, mit denen sich die moderne Kosmologie befasst. Der neue Planck-Satellit trägt zur Vermessung der Hintergrundstrahlung und ihrer Unregelmäßigkeiten erstaunlich Neues bei.
Dr. Jean-Luc Lehners, Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik, berichtet.