Die Physiker haben sich eine völlig neue Antwort auf die sehr alte Frage überlegt: Warum ist die Gravitationskraft so viel schwächer als alle anderen Kräfte in der Natur? Eric Adelberger vom Institut für Kernphysik an der University of Washington in Seattle erläutert: "Die Gravitationskraft ist um 40 Größenordnungen schwächer als zum Beispiel die elektromagnetische Kraft. Die neue mögliche Antwort lautet nun: Die Gravitationskraft ist gar nicht so viel schwächer, sie erscheint uns nur schwächer, weil wir in drei Raumdimensionen leben. Die String-Theorie besagt, dass es zehn Raumdimensionen gibt. Und die Erklärung dafür, dass die Gravitationskraft so schwach ist, lautet: Sie wirkt auch in den anderen Dimensionen, und wir sehen nur einen kleinen Teil von ihr." Die String-Theorie basiert auf der Idee, dass alle Elementarteilchen wie Elektronen oder Quarks keine unendlich kleinen, punktförmigen Teilchen sind, sondern aus schwingenden Saiten bestehen. Um alle bekannten Kräfte und Teilchen mathematisch beschreiben zu können, benötigt die String-Theorie elf Dimensionen. Zehn dieser Dimensionen sind Raumdimensionen. Dazu kommt die Zeit. "Drei Raumdimensionen kennen wir", so Adelberger. "Bislang hat man geglaubt, dass die anderen sieben so eng zusammengerollt sind, dass man sie niemals wird sehen können. Aber neue theoretische Konzepte besagen nun, dass man doch ein Experiment aufbauen könnte, dass diese Dimensionen registriert."
Nach dem Newton'schen Gesetz ziehen sich zwei Massen mit einer Kraft an, die proportional zu dem Abstand der beiden Massen im Quadrat ist. In den vergangenen Jahrhunderten wurde dieser Sachverhalt sehr präzise gemessen - für astronomische Entfernungen bis hin zu Abständen im Zentimeterbereich. Unerforscht aber blieben die noch geringeren Abstände. Es könnte sein, dass sich im Bereich von Millimetern das Newton'sche Gesetz ändert. Der Physiker Blayne Heckel von der University of Washington weist darauf hin, dass der Übergang vom Newton'schen Gesetz zu einem anderen Verhalten bei einer charakteristischen Größe passieren müsste: "Die neuen Theorien sagen, dass das schon bei einem Millimeter sein könnte. Die Gravitationskraft würde plötzlich nicht mehr so schwach sein. Sie würde schneller anwachsen, wenn man sie unterhalb eines Abstandes von weniger als einem Millimeter messen würde."
Um diese Theorie zu prüfen, haben Adelberger und Heckel ein besonderes Drehpendel aufgebaut. Es besteht aus einer Scheibe, die etwa so groß ist wie eine Untertasse und die in der Mitte an einem Faden aufgehängt ist. 0,2 Millimeter unter dieser Scheibe rotiert eine zweite Scheibe. Beide Scheiben haben zehn kleine Löcher, die im Kreis angeordnet sind. Die rotierende Scheibe bringt die aufgehängte Scheibe dazu, sich zu drehen. Die aufgehängte Scheibe pendelt dann langsam hin und her. Die Physiker messen diese Pendelbewegung und können daraus nach monatelangen Messreihen schließen, ob die Anziehungskräfte zwischen diesen Scheiben größer werden, als es das Newton'sche Gesetz vorhersagt. Bislang aber haben die Messungen noch nichts Ungewöhnliches ergeben. Die Physiker konnten daraus schließen, dass die höheren Dimensionen, die die String-Theorie vorhersagt, sehr eng zusammengerollt sein müssen. Sie müssen kleiner sein als die 0.2 Millimeter zwischen den beiden Scheiben des Drehpendels. Als nächstes wollen Adelberger und Heckel die Scheiben auf einen Abstand von 50 Mikrometer bringen und dann erneut messen.
[Quelle: Jan Lublinski]
Nach dem Newton'schen Gesetz ziehen sich zwei Massen mit einer Kraft an, die proportional zu dem Abstand der beiden Massen im Quadrat ist. In den vergangenen Jahrhunderten wurde dieser Sachverhalt sehr präzise gemessen - für astronomische Entfernungen bis hin zu Abständen im Zentimeterbereich. Unerforscht aber blieben die noch geringeren Abstände. Es könnte sein, dass sich im Bereich von Millimetern das Newton'sche Gesetz ändert. Der Physiker Blayne Heckel von der University of Washington weist darauf hin, dass der Übergang vom Newton'schen Gesetz zu einem anderen Verhalten bei einer charakteristischen Größe passieren müsste: "Die neuen Theorien sagen, dass das schon bei einem Millimeter sein könnte. Die Gravitationskraft würde plötzlich nicht mehr so schwach sein. Sie würde schneller anwachsen, wenn man sie unterhalb eines Abstandes von weniger als einem Millimeter messen würde."
Um diese Theorie zu prüfen, haben Adelberger und Heckel ein besonderes Drehpendel aufgebaut. Es besteht aus einer Scheibe, die etwa so groß ist wie eine Untertasse und die in der Mitte an einem Faden aufgehängt ist. 0,2 Millimeter unter dieser Scheibe rotiert eine zweite Scheibe. Beide Scheiben haben zehn kleine Löcher, die im Kreis angeordnet sind. Die rotierende Scheibe bringt die aufgehängte Scheibe dazu, sich zu drehen. Die aufgehängte Scheibe pendelt dann langsam hin und her. Die Physiker messen diese Pendelbewegung und können daraus nach monatelangen Messreihen schließen, ob die Anziehungskräfte zwischen diesen Scheiben größer werden, als es das Newton'sche Gesetz vorhersagt. Bislang aber haben die Messungen noch nichts Ungewöhnliches ergeben. Die Physiker konnten daraus schließen, dass die höheren Dimensionen, die die String-Theorie vorhersagt, sehr eng zusammengerollt sein müssen. Sie müssen kleiner sein als die 0.2 Millimeter zwischen den beiden Scheiben des Drehpendels. Als nächstes wollen Adelberger und Heckel die Scheiben auf einen Abstand von 50 Mikrometer bringen und dann erneut messen.
[Quelle: Jan Lublinski]