Sonnenuntergang in Kassel (Lara Bendig)

Sonntag, 2. Juni 2019

Raumkrümmung und Lichtablenkung heute

Vor 100 Jahren war Eddington gerade dabei die Bilder der beiden Sonnenfinsternisexpeditionen auszuwerten. Erst im November sollten die Daten veröffentlicht werden und Einstein zum "Superstar" werden.

Inzwischen ist die Lichtablenkung durch die von der Sonne verursachte Raumkrümmung bestens vermessen worden:
Die Sonne bedeckt regelmäßig Radioquellen (Quasare), deren Position man mit VLBI  (Very Large Baseline Interferometrie) genauestens vermessen kann. Dazu werden Radioteleskope an vershciedenen Plätzen der Erde zu einem Interferometer zusammengeschaltet.
Einsteins Theorie ist damit auf 0,002% bestätigt.

Auch der Satellit Gaia der ESA wurde zur Bestätigung der Raumkrümmung herangezogen. Er hat inzwischen von Milliarden Sternen Positionen (und Helligkeiten und Spektren) mit höchster Genauigkeit vermessen. Auch in größeren Abständen zur Sonne konnte die Einsteinsche Theorie auf 0,0001% bestätigt werden.

1936 zeigte Einstein, dass die Ablenkung von Lichtstrahlen durch die Raumkrümmung zu einem Linseneffekt führen kann:  Wir sehen Bilder weit entfernter Objekte verzerrt, heller und vergrößert.
Solche Gravitationslinsen nutzen wir heute als natürliche Teleskope um die Anfänge der Galaxienbildung zu beobachten. 1987 konnte erstmals dieser Effekt beobachtet werden.

Abschließend zu unserer kleinen Reihe zum historischen Datum noch eine Bemerkung zum Begriff der Raumkrümmung:

Einstein selbst hat diesen begriff in populären Darstellungen eingeführt, es aber später bereut. Denn er impliziert als würde sich unser Raum in etwas höherdimensionales krümmen, so wie ein Kreis (eindimensional) auf einer Fläche (zweidimensional) eine gekrümmte Linie darstellt.
Das kann so sein, muss aber nicht!
Einstein berechnet den "Krümmungseffekt" mit Hilfe von Metriken, d.h. inneren Strukturen von Raum und Zeit. Diese werden durch Massen verändert.
Was "wirklich" passiert wissen wir nicht.
Der Raum kann sich in etwas krümmen, es kann sich aber auch "nur" seine innere Struktur ändern.

100 Jahre nach der Sonnenfinsternis können wir alles erklären (im Sinne einer mathematischen Rückführung auf grundlegende Prinzipien) was Eddington beobachtet hat, aber verstehen (im Sinne einer Einordnung in unsere Begriffswelt) können wir es nicht.
Gravitationslinsenwirkung eines Galaxienhaufens, HST



credit: HST/NASA/ESO





Keine Kommentare:

Kommentar posten

Kommentar eingeben