Dienstag, 12.12.2017

Im All wird Lisa auf Gravitationswellen lauern. (esa)

Im All auf Einsteins Pfaden

Mit Lisa wollen Hannoveraner Physiker nach Gravitationswellen fahnden

Wenn in den Tiefen des Weltalls Sterne explodieren oder Schwarze Löcher einander verschlingen, dann sollte dabei laut Allgemeiner Relativitätstheorie etwas entstehen, das noch nie ein Mensch gesehen hat: so genannte Gravitationswellen. Sie sind nach Einstein wellenförmige Verzerrungen der vierdimensionalen Raumzeit, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. In Hannover bastelt man an einem gewaltigen Gravitationswellendetektor: Lisa ist so groß, dass er nur im Weltraum Platz findet.


Ben Varcoe macht Licht mit Rubidiumgas zur Schnecke. (Universität Toronto)

Einstein und die Lichtbremse

Mit schleichenden Photonen wollen britische Physiker die Relativitätstheorie prüfen

1905 verblüffte Albert Einstein Fachwelt und Öffentlichkeit mit der Aussage, Zeit und Raum seien nicht absolut, sondern könnten gedehnt und gestaucht werden. Die legendäre Relativitätstheorie war geboren. Sie beruht auf der Annahme, dass Licht immer nur mit einer Geschwindigkeit reist - unabhängig davon, ob sich eine Lichtquelle bewegt oder nicht. Mit höchster Präzision wollen britische Physiker den Beweis dazu erbringen - oder Einstein widerlegen.


Mit dem Bremer Minarett auf Einsteins Spuren. (ZARM)

Hammer oder Feder

Bremer Physiker testen Einsteins Äquivalenz-Prinzip im Fallturm

Bereits vor 400 Jahren warf Galileo Galilei angeblich Kanonenkugeln und Schrotmunition vom schiefen Turm zu Pisa und kam - der Legende nach - auf die Idee, dass die Fallgeschwindigkeit unabhängig von Material und Größe sei. Für Albert Einstein war diese so genannte Äquivalenz von schwerer und träger Masse der Ausgangspunkt für seine Allgemeine Relativitätstheorie. Wie solide die Basis der Einstein'schen Gravitationstheorie tatsächlich ist, wollen Physiker in Bremen testen.



Auf zehn Nachkommastellen genau: Heidelberger Stoppuhr. (MPI)

Gebremste Zeit im Fokus

Physiker messen relativistische Zeitdehnung exakt wie nie

Albert Einsteins spezielle Relativitätstheorie von 1905 besagt, dass Uhren, die sich schnell bewegen, langsamer ticken als baugleiche Uhren, die ruhen. Zeitdilatation heißt dieses Phänomen im Fachjargon und ist vermutlich für Laien eine der bizarrsten Konsequenzen der Einsteinschen Revolution von Raum und Zeit. Zwar wurde das Phänomen bereits 1971 nachgewiesen, doch deutsche Physiker wollten es noch einmal ganz genau wissen.


Fangen Pendel bei einer Sonnenfinsternis an, verrückt zu spielen? (AP Archiv)

Pendel spielen im Dunkeln verrückt

Treten bei Sonnenfinsternissen tatsächlich Schwerkraft-Anomalien auf?

Eine Sonnenfinsternis im Jahr 1919 hat Albert Einstein auf einen Schlag weltberühmt gemacht. Die erstmalige Beobachtung der Lichtablenkung im Schwerefeld war eine eindrucksvolle Bestätigung der Allgemeinen Relativitätstheorie, die deren Vater über Nacht zum allseits gefeierten Genie machte. Mittlerweile gibt es aber eine Reihe von Wissenschaftlern, die bezweifeln, dass Albert Einsteins Theorie der Gravitation der Weisheit letzter Schluss ist. Und bezeichnenderweise könnte erneut eine Sonnenfinsternis die Antwort darauf liefern, ob Einstein recht hatte oder nicht.


Auf diese Reflektorspiegel will Tom Murphy Licht werfen. (NASA)

Schuss zum Mond

Deutschlandfunk-Sendereihe: Einsteins Erben

Ein Stein fällt zu Boden, angezogen von der Erdmasse. Ein Stück Weltraumschrott treibt mit konstanter Geschwindigkeit durch den Weltraum. Beide Objekte verhalten sich nach denselben physikalischen Gesetzen. Schwere und träge Masse sind äquivalent, stellte schon Galileo fest. Albert Einstein bezog sich auf diese Grundlage in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie, die das Gravitationsfeld beschreibt. Ob nicht vielleicht doch die Art der Materie dabei ein Wörtchen mitredet, wollen US-Forscher mit einem extrem exakt messenden Experiment prüfen.


Atome im Gleichschritt: Bose-Einstein-Kondensat (CornellGroup)

Neue Materieformen am Fließband

Deutschlandfunk-Sendereihe: Einsteins Erben

Albert Einstein ist vor allem bekannt für seine Relativitätstheorie, doch auch auf anderen Gebieten der Physik leistete das Genie viel. 1925 zum Beispiel, als Physiker noch mit der Formulierung der Quantentheorie rangen, prophezeite Einstein einen wichtigen Quanteneffekt vorhergesagt: das so genannte Bose-Einstein-Kondensat. Aber erst 70 Jahre später gelang es Physikern erstmals, ein solches Bose-Einstein-Kondensat wirklich herzustellen.


LISA soll im All nach Gravitiationswellen suchen. (GEO600)

Geheimnisvolle Störung in der Raumzeit

Deutschlandfunk-Sendereihe: Einsteins Erben

Die Allgemeine Relativitätstheorie, die Albert Einstein im November 1915 vollendet hat, gilt unter Experten als sein wahrer Geniestreich. Gut möglich, dass die Formeln für die Krümmung von Raum und Zeit ohne Einstein noch Jahrzehnte unentdeckt geblieben wären. Aber der Geniestreich hat einen Schönheitsfehler: Eine der zentralen Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie, die Existenz so genannter Gravitationswellen, ist bislang noch nie direkt in Experimenten bestätigt worden, obwohl Forscher weltweit daran arbeiten - unter anderem in Hannover.

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