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Kosmische Explosion bestätigt Allgemeine Relativitätstheorie

Internationales Forschungsteam findet Bestätigung für Einsteins Theorie

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Two large telescopes on a hilltop in front of an evening sky. © Giovanni Ceribella​/​MAGIC Collaboration
Das MAGIC-Teleskopsystem am Roque de los Muchachos Observatory, La Palma, Kanarische Inseln.
Im Jahr 2019 entdeckten die MAGIC-Teleskope den ersten Gammastrahlenausbruch bei sehr hohen Energien. Diese Beobachtung lieferte grundlegende Erkenntnisse zu den physikalischen Prozessen, die bei diesen katastrophenartigen kosmischen Explosionen ablaufen. Doch die Daten hatten noch mehr zu bieten: Mit weiteren Analysen konnte das Team, in dem auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der TU Dortmund mitwirken, nun bestätigen, dass die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum konstant ist und nicht von der Energie abhängt. Wie viele andere experimentelle Tests bestätigen damit auch die Daten der Sternenexplosion Albert Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie. Die Studie ist jetzt im renommierten Fachmagazin Physical Review Letters veröffentlicht worden.

Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie ist eine Theorie, die schlüssig erklärt, wie Masse und Energie mit der Raumzeit interagieren und ein Phänomen hervorrufen, das allgemein als Gravitation, also Schwerkraft, bekannt ist. Das Postulat, dass die Lichtgeschwindigkeit unabhängig von der Energie immer gleich sei, wurde bereits mehrfach getestet. Jedes Mal stellte sich bisher heraus, dass die Theorie die experimentellen Ergebnisse hervorragend vorhersagen kann.

Nichtsdestotrotz gibt es die Vermutung, dass die Allgemeine Relativitätstheorie nicht die fundamentalste Theorie ist, sondern dass es eine quantenmechanische Beschreibung der Schwerkraft geben könnte, die als Quantengravitation bezeichnet wird. Einige dieser Theorien gehen davon aus, dass die Lichtgeschwindigkeit energieabhängig sein könnte. Dieses hypothetische Phänomen wird als Lorentz-Invarianz-Verletzung bezeichnet. Es wird angenommen, dass die Auswirkungen – sofern denn vorhanden – jedoch zu winzig sind, um direkt nachgewiesen zu werden, es sei denn, sie akkumulieren sich über einen sehr langen Zeitraum.

Gewaltige kosmische Explosionen bieten Forschungsansatz