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Albert Einstein hatte wieder mal recht

Schwerkraft breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit aus

Von Rainer Scharf

Würde die Sonne plötzlich aufgrund einer kosmischen Katastrophe verschwinden, bemerkten wir das auf der Erde gut acht Minuten später. Denn so lange ist das Licht von der Sonne zu uns unterwegs. Ebenso lange sollte es deshalb der allgemeinen Relativitätstheorie Albert Einsteins zufolge dauern, bis die Erde die Anziehungskraft der Sonne nicht mehr verspürt und ihre Umlaufbahn verläßt. Bisher gab es für diese Behauptung allerdings nur Indizien. Jetzt ist es zwei Forschern in den Vereinigten Staaten gelungen, die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation erstmals zu messen.

Der naheliegende Weg, die Geschwindigkeit von Gravitationswellen direkt zu messen, hat bislang noch nicht zum Ziel geführt. Erst in einigen Jahren werden die dafür erforderlichen Detektoren - gewaltige Interferometer - für diese Aufgabe empfindlich genug sein. Es gibt aber noch eine andere Möglichkeit, das Tempo der Schwerkraft zu bestimmen, wie Sergei Kopeikin von der University of Missouri in Columbia herausgefunden hat. Jede bewegte Masse ist von einem Schwerefeld umgeben, das sich geringfügig vom statischen Schwerefeld der entsprechenden ruhenden Masse unterscheidet. Dieser Unterschied macht sich zum Beispiel dadurch bemerkbar, daß Lichtstrahlen von einer bewegten Masse anders abgelenkt werden als von einer ruhenden. Daraus läßt sich ermitteln, wie schnell sich Gravitationswellen ausbreiten.

Zusammen mit Ed Fomalont vom National Radio Astronomy Observatory in Charlottesville (Virginia) hat Kopeikin nach einer möglichst großen, bewegten Masse gesucht, die einen geeigneten Lichtstrahl meßbar ablenkt. Den Forschern ist schließlich eine seltene astronomische Konstellation zu Hilfe gekommen. Am 8. September 2002 zog der Planet Jupiter in geringem Winkelabstand am Quasar J0842+1835 vorbei. Auf dem Weg zur Erde mußte das Licht des Quasars das Schwerefeld des Jupiters passieren. Zunächst schätzten die Forscher ab, ob sich die geringe Lichtablenkung, die von der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation herrührte, überhaupt beobachten lassen würde.

Da die Masse und die Geschwindigkeit des Jupiters von früheren Satellitenflügen her genau bekannt waren, ließen sich präzise Vorhersagen machen. Die Berechnungen ergaben, daß das statische Schwerefeld des Planeten die Quasarstrahlung um rund eine tausendstel Bogensekunde ablenkt. Die Ablenkung aufgrund der endlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation sollte sogar nur 53 Millionstel Bogensekunden betragen. Das ist der Winkel, unter dem der Durchmesser einer Euromünze in 50000 Kilometern Entfernung erscheint. Um eine solch geringe Störung tatsächlich messen zu können, mußten die Forscher den Quasar mit vielen Radioteleskopen gleichzeitig beobachten, die so weit wie möglich voneinander entfernt sind. Neben den zehn Teleskopen des Very Long Baseline Array - eines Netzwerkes amerikanischer Radioteleskope - wurde auch das Radioteleskop in Effelsberg verwendet.

Mit dieser Anordnung von Teleskopen, die sich über 10000 Kilometer erstreckt, ließ sich die Position des Quasars auf zehn Millionstel Bogensekunden genau bestimmen. Das reichte aus, die Geschwindigkeit der Gravitation zu messen. Auf einer Tagung der American Astronomical Society in Seattle haben die beiden Forscher jetzt ihr Ergebnis vorgestellt. Demnach breitet sich die Gravitation - im Rahmen der Meßgenauigkeit - tatsächlich mit Lichtgeschwindigkeit aus. 
 
Frankfurter Allgemeine Zeitung, 11.01.2003, Nr. 9 / Seite 34

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