Thema: Der Gott, der lächelt: Zum 50. Todestag von Albert Einstein

[SiLæncer]

Seine letzten Worte sind unbekannt, da die Nachtschwester im Hospital von Princeton kein Deutsch konnte. Albert Einstein, seit 1933 in der Universitätsstadt im US-Bundesstaat New Jersey ansässig, war am 15. April 1955 eingeliefert worden, nachdem die Hauptschlagader im Bauch geplatzt war. Der Physiker hatte schon länger von der Gefahr eines Durchbruchs der Aorta gewusst, doch eine vorbeugende Operation stets abgelehnt. Auch im Krankenhaus wehrte er sich gegen jeden chirurgischen Eingriff. Morphiumspritzen linderten die Schmerzen, doch in den frühen Morgenstunden des 18. April war Einsteins Leben zu Ende. Sein Leichnam wurde nach Entfernen des Gehirns am selben Tage verbrannt, die Asche an einem geheimen Ort verstreut. Überreste seines Denkorgans liegen nach einer absurden Odyssee heute wieder da, wo sie vor 50 Jahren entnommen wurden.

Geboren am 14. März 1879 in Ulm, ist Einstein der bedeutendste deutsche Naturwissenschaftler aller Zeiten und noch immer der populärste Forscher der Welt. Seine Vita und seine Leistungen werden momentan in Büchern, Presse und TV, auf Websites und Veranstaltungen ausgebreitet, denn wir leben, wie man weiß, im Einsteinjahr. Vor 100 Jahren, in seinem annus mirabilis 1905, publizierte der Experte III. Klasse des Patentamts Bern die Spezielle Relativitätstheorie, die eine neue Sicht auf die Grundlagen der Physik lieferte, und zwei Arbeiten zur Brownschen Bewegung und zum Photo-Effekt: Erstere bewies die Existenz von Atomen, letztere diejenige von Lichtquanten und sollte Einstein später den Nobelpreis einbringen. Hinzu kamen seine Dissertation über Moleküldimensionen und ein Text mit dem unschuldigen Titel "Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig?". Dieser enthielt die Urfassung der Gleichung E = mc2, der theoretischen Vorahnung der Atombombe.

In seinem zweiten Wunderjahr 1915 vollendete Einstein, inzwischen Mitglied und Forscher der Preußischen Akademie der Wissenschaften in Berlin, die Allgemeine Relativitätstheorie, die die Gravitation und die Dynamik des Kosmos erklärte. 1917 entwickelt er die Basis der Laser-Physik, 1924 schließlich die Quantentheorie des einatomigen idealen Gases, woraus das so genannten Bose-Einstein-Kondensat hervorging, das 1995 zum ersten Mal im Labor erzeugt wurde. Der neuen, 1925 von Werner Heisenberg geschaffenen Quantenmechanik stand Einstein bis zum Lebensende kritisch gegenüber. Seine letzten drei Jahrzehnte widmete er vor allem der Suche nach einem einheitlichen System für Gravitation und Elektromagnetismus, einem Problem, an dem er scheiterte, das aber auch die moderne String-Theorie erst noch lösen muss.

Einstein wäre nicht Einstein ohne die Künstlermähne, das legere Outfit, die fehlenden Socken und die rausgestreckte Zunge. Vergessen wir jedoch nicht seinen Einsatz für den gesunden Menschenverstand, für Frieden, Demokratie und Menschenrechte sowie für Verfolgte des Nazi-Regimes, denen er als Bürge half, Deutschland zu entkommen. Er selbst hatte das Land schon 1932 für eine USA-Reise verlassen und war nach Hitlers Machtübernahme nicht mehr zurückgekehrt. Von 1933 an wirkte er im Institute for Advanced Study in Princeton, gelegentlich unterstützt von jüngeren Assistenten wie dem BASIC-Miterfinder John Kemeny.

Albert Einstein war der letzte romantische Physiker, der nur mit Füllfederhalter und einer profunden Kenntnis des Faches bewaffnet gegen Gott und das Universum antrat und ihre Rätsel löste. Viele seiner Arbeiten entstanden zusammen mit Fachkollegen wie dem Schweizer Marcel Grossmann, der ihm bei der Mathematik der Allgemeinen Relativitätstheorie half, doch hat sich Einstein nie eine universitäre Gefolgschaft verschafft. Das Establishment rächte sich auf subtile Weise, indem es seine späteren Texte als zweitrangig einstufte. Dabei schrieb Einstein in Princeton unter anderem über Gravitationslinsen, kosmische Wurmlöcher, quantenmechanisch verschränkte Teilchen -- das berühmte Einstein-Podolsky-Rosen-Paradox -- und mit seinem Koautor Leopold Infeld den populärwissenschaftlichen Bestseller "Die Evolution der Physik".

Woher rührt also sein Weltruhm? Ist es neben dem wissenschaftlichen Genie die Kniffligkeit seiner Theorien, die Verehrer und Mythos-Experten nicht ruhen lässt ? Ist es die besondere Beziehung zum "Alten", der seiner Geheimnisse beraubt im Himmel sitzt und nicht würfelt? Oder die unorthodoxe Lebensführung, auch im Felde der Erotik? Wir vermuten eher eine jungianisch angehauchte Sehnsucht nach Archetypen: So wie Caruso "der" Opernsänger und Picasso "der" moderne Künstler ist, so wurde Einstein zum Physiker an sich und als solchem, der uns mit weisem Lächeln an die Hand nimmt und zu den Gesetzen des Kosmos führt.

Im letzten Jubeljahr 1979 wurde Albert Einstein hauptsächlich mit der Speziellen Relativitätstheorie und der Weltformel E=mc2 verknüpft. Die Fortschritte der Computer- und Teleskop-Technik machten ihn seitdem zum Gründervater der modernen Kosmologie, und Urknall, Dunkle Materie, Schwarze Löcher und kosmische Expansion sind ohne die Allgemeine Relativitätstheorie nicht zu bewältigen. Mehr und mehr tritt aber auch der Schriftsteller hervor. In seinen Briefen, Vorträgen und Artikeln erweist sich Einstein als Meister der deutschen Prosa, der zugleich in klaren Worten sagt, worauf es ankommt, so 1930 auf der Berliner Funkausstellung: "Sollen sich auch alle schämen, die gedankenlos sich der Wunder der Wissenschaft und Technik bedienen und nicht mehr davon geistig erfasst haben, als die Kuh von der Botanik der Pflanzen, die sie mit Wohlbehagen frisst."

 Wer sich betroffen fühlt, mag seine Wissenslücken auf einer der schon laufenden oder bald startenden Einstein-Ausstellungen füllen, sei es in Potsdam, München, Berlin oder Bern. Selbst die Söhne (und Töchter) Mannheims können ab September Einstein begreifen und neben Hands-on-Versuchen Tracks aus der ältesten und unbekanntesten Einstein-Oper genießen.

Die schönste Würdigung bietet allerdings eine Ausstellung in Winterthur, wo folgendes Gedicht zu lesen ist:

Warum lieben wir Einstein ?

Er ist viel klüger als wir und versteht das Universum.
(Seine Theorie der ganzen Welt versteht (fast) niemand.)
Er bleibt dabei aber so naiv wie wir.
(Seine Vorstellungen vom lieben Gott versteht jeder.)
Er benimmt sich wie er will (und wie wir es gerne würden).
Er nimmt kleine Kinder so ernst wie grosse Leute.
Er ist ein Gott, der lächelt - und zwar in unsere Richtung.

Quelle und Links : http://www.heise.de/newsticker/meldung/58659

[SiLæncer]

Am Lorentz-Institut der niederländischen Universität Leiden wurde ein Originalmanuskript von Albert Einstein wiedergefunden. Bei seinen Recherchen zu einer Arbeit über die letzten Jahre des Physikers Paul Ehrenfest, ein langjähriger Freund Albert Einsteins, hat der Utrechter Student Rowdy Boeyink das Archiv des Instituts durchgesehen. Dabei stieß er auf ein nicht namentlich gekennzeichnetes handschriftliches Manuskript mit dem Titel "Quantentheorie des einatomigen idealen Gases -- Zweite Abhandlung", datiert auf Dezember 1924.

Als er nach dem Titel googlete, war seine Überraschung groß: Er hatte einen echten Einstein gefunden. Eine Woche später erfuhr er per E-Mail von Prof. Carlo Beenakker, einem theoretischen Physiker am Lorentz-Institut, von der Bedeutung dieser Arbeit. Sie ist im Januar 1925 in den Sitzungsberichten der Preußischen Akademie der Wissenschaften veröffentlicht worden und sagt einen Effekt voraus, der heute Bose-Einstein-Kondensation heißt und erst 1995 experimentell nachgewiesen werden konnte: Eric A. Cornell, Wolfgang Ketterle und Carl E. Wieman erhielten dafür 2001 den Nobelpreis für Physik. Das Einstein-Manuskript verbleibt zur Erinnerung in Leiden; hochauflösende Fotos hat das Institut ins Web gestellt.

Quelle und Links : http://www.heise.de/newsticker/meldung/63039

[SiLæncer]

Der Weg zur Weltformel

Die Aufgabe, das Universum zu beschreiben und damit auch besser zu verstehen, ist im Laufe der Zeit von der Philosophie zur Naturwissenschaft übergegangen. Dabei kommt der Physik eine tragende Rolle zu, insbesondere wenn man von der Annahme ausgeht, dass alle Erscheinungen, und selbst die des Lebens, auf physikalische Prozesse zurückgehen. Für Fragen der Chemie, der Geologie, der Astronomie und dergleichen ist das unbestritten, und viele Wissenschaftler wenden diese Erkenntnis auch auf die Lebenserscheinungen an - von den ersten Regungen der Archäobionten bis hin zu Intelligenzleistungen und Gefühlseindrücken.

Verfolgt man den Fortschritt der theoretischen Physik, dann stellt man fest, dass sich die Regeln und Gesetze, die für viele verschiedene Erscheinungen gelten, in vielfacher Hinsicht zusammenfassen und verallgemeinern lassen. Ein gutes Beispiel dafür liefert die Mechanik mit Ihren Bewegungsgleichungen, die nicht nur das Verhalten von Teilchen beschreiben, sondern auch jenes von mechanischen Schwingungen oder Strömungen von Gasen und Flüssigkeiten. Ein anderes Beispiel betrifft elektrische und magnetische Prozesse, die inzwischen als einander gegenseitig bedingende Erscheinungsformen erkannt wurden und mit Hilfe der so genannten Maxwellschen Gleichungen erfasst werden.

Einfacher zellularer Automat, der dem Aufbauprinzip des 'Pascalschen Dreiecks' folgt (oben). Der starke Trend zur Ordnung - in diesem Fall ein Dreieckmuster (unten) - zeigt sich auch im Fall zufälliger Anfangsbedingungen. (Die von zellularen Automaten gebildeten Strukturen erweisen sich als höchst aufschlussreich, wenn es um die Einschätzung ihrer Gestalt bildenden Fähigkeiten geht. Die ausgewählten Bilder beweisen die Vielfalt der Möglichkeiten, die schon in einfachsten Programmen stecken. Besonders deutlich wird auch der Einfluss des Zufalls, ob er nun in den Anfangsbedingungen auftritt oder als während der Abläufe eingestreute störende Einflüsse.)

Die gesamte Physik, soweit wir sie bisher kennen, lässt sich heute auf ein rundes Dutzend von Grundgleichungen zurückführen, was viele Physiker einfach hinnehmen. In Wirklichkeit ist das aber eine erstaunliche Feststellung, die im Übrigen naturwissenschaftlich nicht erklärbar ist. Sie gehört in die Metaphysik, berührt also Fragen, die Themen der Philosophie oder auch der Religionen sind - etwa jene nach der Urheberschaft unserer Welt. Und da ergibt sich schon ein Widerspruch: denn wie man sich diese Instanz auch vorstellt, von der diese Weltgesetze stammen, so ist doch nicht anzunehmen, dass sie darauf angewiesen ist, sich die Aufgabe der Schöpfung mathematisch leicht zu machen.

Jedenfalls legt die Tatsache der einfachen Beschreibbarkeit die Annahme nahe. dass sich die Zusammenfassung und Vereinfachung noch weitertreiben lässt, und daraus erwuchs die Erwartung, über Kurz oder Lang die gesamte Physik in eine allumfassenden Formel packen zu können.

Eine gute Ausgangsbasis für solche Überlegungen bietet die im Grunde recht einfache klassische Physik. Als der deutsche Nobelpreisträger für Physik Werner Heisenberg mit seiner Idee einer 'Weltformel' an die Öffentlichkeit trat, versuchten noch viele Theoretiker, die Quantenphysik als Erweiterung der klassischen Physik zu formulieren. Man hielt die Physik im Großen und Ganzen für abgeschlossen, aufregende Entdeckungen seien nicht mehr zu erwarten. Das war aber etwas zu pessimistisch gedacht, denn es kam ganz anders.

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Quelle : www.heise.de

[SiLæncer]

US-Astrophysiker wollen mit ESA-Satelliten verborgene Dimensionen aufspüren

US-Astrophysiker wollen aus der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung Informationen extrahieren, die auf Extradimensionen hinweisen und deren mögliche Form definieren. Der neue Planck-Satellit der Europäischen Raumfahrtagentur ESA, der 2008 in den Orbit gehievt werden soll, könnte hierbei eine Schlüsselrolle spielen.

Exotische Strukturen prägen das Antlitz unseres Universums, das selbst sehr exotisch sein könnte. Bild: NASA/JPL-Caltech/J. Hora (Harvard-Smithsonian CfA)

Am Anfang gab es keinen realen Anfang, weil die dafür notwendigen Koordinaten Zeit und Raum schlichtweg nicht existent waren. Dennoch entsprang auf unerklärliche Weise in einer gewaltigen laut- und lichtlosen "Explosion" das uns bekannte Universum. Aus einem unendlich kleinen Punkt (Singularität) von unvorstellbar hoher Energiedichte und Temperatur traten im Zuge des so genannten Urknalls (Big Bang) Materie, Raum und Zeit – und zirka 380.000 Jahre später auch Licht, sowie jene nachweisbare Strahlung in die Welt, die heute noch das ganze Universum durchflutet: die Mikrowellenhintergrundstrahlung.

Sich den "Räumlichkeiten" verschrieben

Der Urknall, die Ur-Sache aller Ursachen dieser Welt, schaffte alle Grundlagen dafür, dass Äonen danach mindestens eine Lebensform über das wahre Wesen von Raum und Zeit sinnieren darf. Auf der Suche nach der "Weltformel", die die Quantenmechanik mit der Allgemeinen Relativitätstheorie vereinheitlichen soll, dringen neuerdings immer mehr Astrophysiker immer tiefer in unbekannte Räume ein. Einer von ihnen, der den uns vertrauten dreidimensionalen Raum (plus die Zeit als Extradimension) mathematisch und gedanklich längst verlassen hat, ist Gary Shiu. Anstatt sein Hauptaugenmerk auf die Raumkoordinaten Höhe, Länge und Breite zu richten, hat sich der Astrophysiker der Universität Wisconsin in Madison/Wisconsin den "Räumlichkeiten" einer Theorie verschrieben, die in der Astrophysik en vogue ist: der String-Theorie.

Dieses 1984 weiterentwickelte, rein theoretische, bis auf den heutigen Tag nicht bewiesene Modell geht davon aus, dass alle Elementarteilchen aus unvorstellbar winzigen Fäden von wenigen Milliardstel Billionstel Billionstel Metern bestehen. Eindimensionale Fäden (Strings), die in einem zehndimensionalen Raum-Zeit-Kontinuum in verschiedenen Frequenzen oszillieren. Durch deren Vibrationen entstehen alle Eigenschaften der Partikel wie Masse, Ladung und Spin.

Aber mehr noch: Laut String-Theorie weist unser Universum neben den drei bekannten mindestens sechs zusätzliche Raumdimensionen auf, die irgendwie aufgerollt sind. Zusammengezogen zu unbekannten geometrischen Figuren auf Subquark-Ebene, befinden sie sich in jedem Punkt in unserem Universum, entziehen sich aber jedweder Beobachtung. Jede dieser Extradimensionen könnte zehntausende mögliche Formen annehmen, wobei jede Form für sich ein eigenes Universum repräsentierte.

Dieses Bild hat mit Strings nicht zu tun, lädt diesbezüglich aber zu Assoziationen ein Bild: Cern

In die Zeit zurückgegangen

Ausgehend von diesen Überlegungen, veröffentlichte Shiu zusammen mit seinem Assistenten Bret Underwood kürzlich einen Artikel in der englischen Fachpublikation "Physical Review Letters" (Nr. 98, 051301), in dem beide Forscher einen Weg vorstellen, mit dem die verborgenen extrem kleinen Extradimensionen im Universum aufgespürt und deren bis dato völlig unbekannte Formen via Computersimulation visualisiert werden könnten. Hierfür muss laut Gary Shiu die kosmische Uhr allerdings weit, sehr weit zurückgedreht werden – und zwar bis zu dem Zeitpunkt, als die Welt gerade einmal 10-43 Sekunden alt (Planck-Zeit) und 10-35 Meter groß (Planck-Länge) war. Denn bevor sich der Raum in der so genannten Inflationsphase binnen einer Quintillionstel (Zahl mit 30 Nullen) Sekunde mit unglaublicher "Geschwindigkeit" um den unvorstellbaren Faktor 1029 aufblähte, tummelten sich in ihm möglicherweise noch andere Dimensionen: eben jene, die String-Theoretiker vorhersagen und Shiu und sein Kollege lokalisieren wollen. "Unsere Idee war es, in die Zeit zurückzugehen und zu sehen, was damals wirklich geschah", sagt Shiu. Weiter als 13,3 Milliarden Jahre in die Vergangenheit können die Historiker des Universums allerdings nicht blicken, da erst zu dieser Zeit das Weltall kühl genug war, um Atome und somit Licht zu generieren. Immerhin liegt aus dieser archaischen Epoche ein kosmo-historisches Abbild der Mikrowellenhintergrundstrahlung in Gestalt einer 360-Grad-Karte vor, das der NASA-Sonde WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) 2003 gelang.

WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) nimmt seit Mitte 2002 als Nachfolger von COBE die Fluktuationen im Urknallecho noch genauer unter die Lupe. Bild: NASA

Auf ihr verewigte sich der Fingerabdruck des Urknalls. Es ist das schärfste und älteste "Bild" aus der Urzeit unseres Universums, in dem viele Informationen eingefroren sind. In ihm müssten, so vermuten Shiu und Underwood, auch Hinweise auf die Existenz zusätzlicher Dimensionen eingeschlossen sein, weil der Einfluss der sechs winzigen Dimensionen unmittelbar nach dem Urknall in der Planck-Ära am größten war. "So wie der Schatten einen Anhaltspunkt auf die Form eines Objektes geben kann, kann das Muster der kosmischen Strahlung auf die Gestalt der anderen sechs Dimensionen hinweisen", erklärt Shiu.

Unendliche Weiten in einem unendlich endlichen Kosmos, dessen Existenz die unglaubliche Folge unglaublicher Zufälle sein könnte. Könnten in ihm Extradimensionen verborgen sein? Bild: NASA, ESA, J. Blakeslee and H. Ford (Johns Hopkins University)

Aufschlussreiche Strahlungsmuster

Um mithilfe der WMAP-Daten zu lernen, wie aus der sechsdimensionalen Geometrie des Anfangs Informationen extrahiert werden könnten, bedienten sich die Forscher zweier unterschiedlicher Typen von mathematisch einfachen Geometrien. Dadurch konnten sie die vorhergesagte Energieverteilung berechnen und auf einer imaginären Karte visualisieren, die bei einem Universum zu erwarten wäre, das eine solche Form besäße. Dann, beim Vergleich der fiktiven Karte mit dem WMAP-Original fanden Shiu und Underwood kleine, aber signifikante Unterschiede. Auf der computergenerierten Darstellung manifestieren sich diese in Gestalt von kleinen, fleckenartigen Schattierungen, welche auf eine völlig andere Temperatur- und Energieverteilung hindeuten. Nach Ansicht beider Wissenschaftler geben diese speziellen Strahlungsmuster deutliche Hinweise auf die Geometrie der sechsdimensionalen Form.

Computergeneriertes Modell einer möglichen sechsdimensionalen Geometrie, so wie sie Shiu postuliert. Bild: Andrew J. Hanson, Indiana University

Unsere Resultate beweisen, dass die Geometrie der versteckten Dimensionen durch die Muster der kosmischen Energie entschlüsselt werden kann. Dadurch bietet sich die seltene Gelegenheit, die String-Theorie zu testen.
Gary Shiu

Aussagekräftig sind die vorliegenden Extrapolationen aufgrund der groben WMAP-Messungen jedoch nicht. Die Hoffnungen der Forscher richten sich nunmehr auf das neue hochsensible ESA-Weltraumteleskop Planck, das selbst eine Temperaturdifferenz von einem fünfmillionstel Grad Celsius erfassen kann.

"Planck wird in der Lage sein, die kosmische Hintergrundstrahlung mit beeindruckender Präzision zu messen", erklärt Shiu. "Bis vor kurzen wurden versteckte Dimensionen noch als völlig unzugänglich betrachtet. Nun aber liegen bereits mehrere Ideen und Szenarien vor, wie diese aufgespürt werden können."

Angetan von Shiu und Underwoods Annahmen ist der theoretische Physiker [extern] Henry S.-H. Tye von der Cornell-Universität in Ithaca, der sich ebenfalls der String- und Superstringtheorie verschrieben hat:

Ich halte die Arbeit von Shiu and Underwood für ein Paradebeispiel dafür, wie kosmische Beobachtungsdaten uns etwas über die Struktur der verborgenen Dimensionen der String-Theorie erzählen können. Hierbei lernen wir auch etwas über den Ursprung unseres Universums. Die künftigen Observationen mit dem europäischen Satelliten Planck werden entscheidend sein. Wir werden in den nächsten Jahren eine Menge lernen.

Auch der der bekannte deutsche Astrophysiker Harald Lesch zeigt sich optimistisch: "An der Theorie von Shiu und Underwood könnte etwas dran sein", meint der Professor am Institut für Astronomie und Astrophysik der Ludwig-Maximilians-Universität in München. "Es ist halt nur die Frage, inwieweit sich die räumlichen Eigenschaften in der kosmischen Hintergrundstrahlung niedergeschlagen haben, als das Universum nur 10^-35 Meter groß (Planck-Länge) war."

Simulation der Hintergrundstrahlung, wie sie Planck widerspiegeln könnte. Bild: ESA

Schon im nächsten Jahr könnten auf diese Frage die ersten Antworten vorliegen. Wenn der hochempfindliche Planck-Satellit im All Position bezogen hat, stünde nicht allein die Stringtheorie endlich auf den lang ersehnten kosmischen Prüfstand. Vielmehr erhielten Menschen dann vielleicht erstmals konkrete Informationen aus fremden, fernen und doch so "nahen" Welten jenseits unserer Welt.

Quelle : www.heise.de

[Jürgen]

Es wird tatsächlich höchste Zeit für neue Gedankenansätze, denn die alten Modelle stossen immer wieder derart an logische Grenzen, dass sie nur grundfalsch sein können, selbst wenn sie viele Dinge so brauchbar beschreiben, dass man gut damit arbeiten und teils Ergebnisse prognostizieren kann bzw. gelegentlich sogar meint, die Richtigkeit durch neuartige Methosen verifiziert zu haben.

Wenn die Hintergrundstrahlung sehr kurz nach einem Urknall entstanden sein soll, wie kann sie dann ausgerechnet jetzt unsere Erde erreichen? Sie müsste sich ja eigentlich seit damals genau mit Lichtgeschwindigkeit und fast geradlinig vom Ursprungsort entfernt haben, wir dagegen, als Kinder der Materie mit Ruhemasse, definitiv nicht ebenso (sonst müssten wir das auch jetzt noch tun, oder was hätte uns irgendwann abgebremst?). Schon daher dürften wir nichts mehr messen können, jedenfalls nicht ohne einen Reflektor 'aussen' am Universum, oder eine Art Äther mit Diffusions-Funktion... 

Zudem leuchtet mir absolut nicht ein, dass es in allen Richtungen über zehn Milliarden Lichtjahre entfernte Objekte zu beobachten gibt, also Strahlungsquellen, die schon vor zehn Milliarden Jahren dort gewesen sind, voneinander schon damals bis zum Doppelten entfernt. Wenn sich nun nichts schneller als mit Lichtgeschwindigkeit bewegen kann, voneinander genausowenig wie von einem dritten Objekt (Beobachter), dann können diese entfernten Objekte niemals nur drei Milliarden Jahre vorher in einem Punkt vereinigt gewesen sein.
Es sei denn, die Lichtgeschwindigkeit wäre doch nicht immer so 'langsam' gewesen wie heute...
Den Ansatz, der Raum an sich hätte sich ausgedehnt, halte ich nicht für hilfreich, denn - zumindest jenseits rein quantenmechanischer Grössenordnungen - dürfte sich das für all' das, was sich innerhalb dieses Raums befindet, absolut nicht auswirken können. Schon gar nicht irgendwie unterschiedlich! Also kann sowas auch nicht an irgendwelchen Beobachtungen nachvollziehbar sein...

Wenn sich aber C oder der Raum-Masstab als nicht konstant darstellt, braucht es nicht mehr unbedingt einen Urknall als Ursache von Allem, noch als Erklärung für die Rotverschiebung.

Ich mag keine Dogmen, auch nicht aus dem Elfenbeinturm.
Als Ergebnis derart vieler recht gut bezahlter Mannjahre wäre allerdings eine plausible(re) Theorie wünschenswert.
Zumindest steht uns Zahlern aber eifriges Bemüh'n der Nutzniesser zu, einschliesslich Offenlegung eventueller logischer oder erkenntnistheoretischer Probleme...

Habe selbst etwas Astronomie studiert, nur ist das Wichtigste, was ich da gelernt habe, wie wenig wir wirklich wissen, trotz aller Beobachtungen und Deutungen.

[SiLæncer]

Robert B. Laughlin ist Professor für Physik an der Stanford-Universität in Kalifornien, wo er unter anderem zur Theorie der Supraleitung forscht. 1998 erhielt Laughlin gemeinsamen mit Daniel Tsui und Horst Ludwig Störmer den Nobelpreis für Physik für die Entdeckung des gebrochenzahligen Quanten-Hall-Effekts.

In seinem neuen Buch "Abschied von der Weltformel" polemisiert der Theoretiker gegen die "ideologische Ausrichtung" der Physik. In einer Besprechung für das Wissenschaftsmagazin Nature lobt Philip Anderson das Buch als "unverzichtbares Gegengift zu den jüngsten Auswüchsen von Brian Greene, Stephen Hawking und deren Kameraden, die die Idee verbreiten, Physik sein eine Wissenschaft quasi-theologischer Spekulationen über die letzte Natur der Dinge".

Im Interview mit dem Technologiemagazin Technology Review legte Laughlin nun seinen Standpunkt erneut dar: Es gäbe eine Vorstellung in der Physik, die Welt kontrollieren zu wollen. "Um das zu machen, muss man immer kleinere Teile beschreiben. Je kleiner die Teile, umso mächtiger die Theorie. Die mächtigste Theorie ist die, die die kleinstmöglichen Teile beschreibt: subatomare Partikel."

Diese Idee sei jedoch auf einer höheren Ebene falsch. "Es erscheint uns Westlern total sinnvoll, dass Aussagen entweder wahr oder falsch sind. Es gibt also eine natürliche Tendenz, das als offensichtlich zu betrachten." Doch es gäbe eben keinen experimentellen Unterschied zwischen einem fundamentalen Naturgesetz und einem, das auf kollektiven Phänomenen beruht, sagte Laughlin. "Wir sind zutiefst davon überzeugt, dass es einen Unterschied zwischen Naturgesetzen und fundamentalen Ordnungsprinzipien gibt. Ich vermute aber, dass diese Unterscheidung vollkommen künstlich ist. Sie kommt aus unserer religiösen Tradition."

Quelle : www.heise.de

[Jürgen]

"Wir sind zutiefst davon überzeugt, dass es einen Unterschied zwischen Naturgesetzen und fundamentalen Ordnungsprinzipien gibt. Ich vermute aber, dass diese Unterscheidung vollkommen künstlich ist. Sie kommt aus unserer religiösen Tradition."

Einzig unbestreitbar ist, das allzuviele auch der weit vorne stehenden Theoretiker derzeit wieder einmal versuchen, in die Annahmen zur Weltentstehung Anzeichen einer göttlichen Schöpfung oder zumindest gewisse Parallelen hineinzuinterpretieren versuchen.

Das ist wenig verwunderlich, sobald sich Menschen ihrer eigenen Sterblichkeit, der Endlichkeit ihrer Erkennnisfähigkeit und der zunehmenden Unverständlichkeit solcher theoretischer Ansätze bewusst werden, die sich mit den äussersten Extremen des Makro- und / oder Mikrokosmos befassen.

Dass es sich dabei um mehr als eine allgemeine menschliche Schwäche handelt, vermag ich nicht zu erkennen.

Was würde uns denn auch eine Göttlichkeit nützen, die sich so extrem verstecken wollte...
Unstrittig ist wohl, dass ein - wie auch immer gearteter - Schöpfer sich schon lange aus der Verantwortung für sein Produkt zurückgezogen haben müsste.
Und über den Sinn einer Schöpfung mit eingebauten Komponenten wie Tod, Elend, Leiden, den implementierten Optionen auf Atombomben, Sklaverei usw. möchte ich nicht nachgrübeln müssen.
Darin erkenne ich nämlich keinerlei höhere Moral.
Wüsste zudem nicht, wem damit etwas bewiesen werden sollte, je nach dem, wie's an irgendeinem Ende ausgeht...

Wer uns leiden lässt, der muss sich der Frage stellen, wozu überhaupt, wenn nicht zu irgendjemandes perverser Belustigung.
Allmächtige Instanzen hätten auch eine Welt ohne solche Mängel schaffen können.
Aber die Einwohner für das Geschehene verantwortlich machen zu wollen, wäre absurd, denn diese wären ja definitionsgemäss (und ebenso wie die Ratten im Labyrinth) nur Produkte dieser Schöpfung und nicht für ihre Rahmenbedingungen zuständig.
Hier gilt für mich Herstellerhaftung.

Daher vertrete ich weiterhin die strikte Trennung zwischen Naturwissenschaften und jeder Art von esotherischem Firlefanz.
Bis zum schlüssigen Beweis des Gegenteils.

So what 

Jürgen

[Hesse]

Es erscheint uns Westlern total sinnvoll, dass Aussagen entweder wahr oder falsch sind.

Also mir eigentlich nicht. Ebensowenig wie nur "Gut" oder nur "Böse".
Alles eine Frage des Betrachters/Betrachtungswinkels...

[SiLæncer]

Neues vom Zusammenhang zwischen Quantengravitation und Lichtgeschwindigkeit

Die Aussage, dass alle Beobachter stets dieselbe Lichtgeschwindigkeit im Vakuum messen, und zwar unabhängig von der Energie der Photonen (die so genannte Lorentz-Invarianz), ist ein Grundpfeiler von Einsteins spezieller Relativitätstheorie. Allerdings verhält es sich mit diesem Gedankengebäude wie mit allen anderen Theorien: Es besitzt einen Gültigkeitsbereich, und der erstreckt sich eher auf das Universum im Großen als auf die Quantenwelt im Kleinen.

Als Quanten- und Gravitationsphysik (aka Relativitätstheorie) entwickelt wurden, lagen deren Anwendungsbereiche noch weit auseinander. Die Struktur des Raumes im Großen und die Struktur der Materie im Kleinen überschneiden sich nur im Extremfall. Bei der physikalischen Beschreibung eines Wasserstoffatoms spielt die Gravitation eine vernachlässigbare Rolle – ebenso ergeht es den Quanteneffekten beim Übergang zur klassischen Welt. Und doch besteht das Universum nun einmal aus Atomen – es muss also Übergänge und Überschneidungen und schließlich auch eine gemeinsame Theorie geben.

Vor der "Theorie von allem" überlegen die Physiker jetzt allerdings erst einmal, wie sich die Gravitation im Kleinen bemerkbar machen müsste – die Rede ist von der Quantengravitation. Wenn wir uns in die Größenordnung der Planck-Länge zurückziehen, also von 1.62 x 10 hoch minus33cm, dann erwartet man, dass sich Quanteneffekte durchaus auf die Struktur der Raumzeit auswirken müssten. Aber in welcher Form? Dazu gibt es derzeit unterschiedliche Theorien. Etwa die Stringtheorie: sie geht davon aus, dass eindimensionale Fäden der Grundbaustein des Universums sind. Ihre Schwingungszustände entsprechen den uns bekannten Teilchen – und auch noch ein paar unbekannten, denn mathematisch ergibt sich, dass wir offenbar in einer zehndimensionalen Welt leben. Mindestens – womöglich sind es aber auch 11 oder gar 26 Dimensionen. Die uns nicht zugänglichen sechs (oder mehr) Dimensionen sind eben für uns unsichtbar zusammengefaltet.

Keine Energieabhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit nachgewiesen

In Konkurrenz dazu steht die so genannte Quanten-Schleifen-Gravitation. Sie geht davon aus, dass auch Raum und Zeit gequantelt sind. Diese Quanten müssten eine Größe haben, die in der Nähe der Planck-Länge festzumachen sein sollte (um ein oder zwei Potenzen streitet man da nicht). Allerdings ist die Planck-Länge in Wirklichkeit eher kurz – das Größenverhältnis im Vergleich zu einem Atom entspricht dem zwischen einem Atom und der Erde. Solche winzigen Ausdehnungen sind nur schwer experimentell zu untersuchen. Aber zum Glück haben wir ja ein riesiges Labor vor unserer Nase, das Universum selbst nämlich, dem ja ohne Zweifel eine gewisse räumliche Ausdehnung zu bescheinigen ist.

Wenn nämlich Raum und Zeit gequantelt sind, dann sollten sich Auswirkungen davon am Licht sehr weit entfernter Galaxien nachweisen lassen. Zunächst nahm man sich dabei der Phaseninformation an, die ja ebenfalls "Sprünge" aufweisen müsste. Der Beweis für die Quantelung wäre leicht erbracht, könnte man Licht aus Milliarden Jahren Entfernung diesen Verlust nachweisen, indem man es interferieren lässt – die entstehende Abbildung wäre dann nicht mehr scharf. Mit dieser Methode stieß man allerdings schnell an Grenzen. Deshalb befassen sich die Forscher nun mit der aus der Quantelung resultierenden Energieabhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit. Über sehr große Entfernungen müssten sich die Effekte daraus messbar summieren.

Ein internationales Forscherteam hat das nun anhand eines vom Fermi-Gamma-Teleskop aufgenommenen Gammastrahlungsblitzes (GRB) untersucht. Die Ergebnisse sind im Wissenschaftsmagazin Nature veröffentlicht. Traurig für die Verfechter einer Quantelung von Raum und Zeit: Anhand der Messdaten ließ sich keine Energieabhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit feststellen. Das heißt nicht, dass es die nicht gibt – die Forscher konnten aber berechnen, dass sich Quanteneffekte erst bei weniger als der Planck-Länge, geteilt durch 1,2, bemerkbar machen dürfen.

Diese obere Grenze ließe sich mit der Analyse noch weiter entfernter GRBs noch präzisieren. Die Wissenschaftler betonen, dass ihr Test nur Modelle mit einer linearen Energieabhängigkeit betrifft – frühere Messungen hatten hier noch eine Obergrenze vom Zehnfachen der Plancklänge ergeben.

Quelle : http://www.heise.de/tp/

[SiLæncer]

Warum die Existenz des Universums womöglich nicht mit dem Urknall begonnen hat

Der Urknall hat ein im Wortsinn kleines Problem: Er muss sich auf winzigstem Raum abgespielt haben. Je näher man ihm kommt, desto stärker muss sich die komplette Energie des Kosmos in einer Raumeinheit zusammengedrängt haben, bis alles in einem Punkt unendlicher Dichte konzentriert war. Dieser Zustand ist mit der Allgemeinen Relativitätstheorie nicht fassbar, Einsteins Werk versagt hier. Physiker würden den Urknall deshalb gern mit einer Theorie betrachten, die Großes (das Weltall) und Kleines (die Quantenwelt) vereint.

Würden - weil es leider mehr als einen Kandidaten für diese Alles-Theorie gibt. Geschichtlich gesehen noch sehr jung, aber doch die älteste aktuell diskutierte Vertreterin ist die Stringtheorie, nach welcher der Raum aus winzigen, Klaviersaiten ähnlichen Objekten aufgebaut ist. Diese "strings" sind eindimensional, sie vibrieren mit einer bestimmten Frequenz, der sich eine Energie zuordnen lässt. Inzwischen haben Physiker diese Idee zur "M-Theorie" um andere Strukturen ausgebaut: Punktteilchen und vor allem Membranen, die bis zu 9 Dimensionen besitzen können.

Um zu den Elementarteilchen und den Naturgesetzen zu kommen, wie wir sie kennen, muss man die überzähligen Dimensionen auf ganz bestimmte Art "aufwickeln", wie die Forscher diesen Vorgang nennen. Es gibt ganz unterschiedliche Möglichkeiten, die Membranen und Strings aufzuwickeln, und je nachdem, welche man wählt, entsteht ein andersartiges Universum. Insgesamt sind so 10 hoch 100 verschiedene Universen möglich. Und nicht nur möglich, sondern sogar wahrscheinlich. Wobei kein Bewohner eines speziellen Exemplars irgend etwas von den im Nachbar-Kosmos existierenden Lebewesen mitbekommen würde.

Die Superstring-Theorie sieht die Gravitation als einzige Kraft in einer Extra-Dimension (Grafik: DESY)

Allerdings kann auch ein großer Teil dieser Universen aus den besagten Membranen bestanden haben oder bestehen, ohne dass es je zur Entstehung von Elementarteilchen kam. Wenn sich jedoch, so die Idee der Forscher, bei der Bewegung über eine zusätzliche elfte Dimension hinweg zwei dreidimensionale Welten zu nahe kamen, könnten diese kollidiert sein - wodurch im Urknall unser Universum geboren wurde. Was dann passiert, hängt mit dem weiteren Verhalten der kollidierten Membranen zusammen: Nähern diese sich irgendwann erneut, könnte mit einem neuen Urknall ein ganzer Zyklus entstehen.

Die Schleifenquantengravitation

In Sachen Welt vor der Welt noch ergiebiger ist der Konkurrent der Stringtheorie, die Schleifenquantengravitation. Nach ihr ist das Universum nur scheinbar kontinuierlich. Tatsächlich aber ist alles, wirklich alles, quantisiert, auch die Gravitation. Der Raum ist nicht mehr der Behälter für das Universum, sondern er ist ein Teil davon, der ebenfalls zerstückelt ist und die Form eines Netzes aus Linien und Knoten annimmt. Die Elementarteilchen entsprechen dann verschiedenen Knotentypen, zwischen den Linien und Knoten befindet sich: nichts. Kein leerer Raum, sondern ganz und gar nichts.

Die Theorie der Schleifenquantengravitation führt zu einigen seltsam anmutenden Folgerungen, beschreibt aber manch interessante Phänomene besser als andere Theorien. Was sich aus ihr für den Urknall ergibt, hat erstmals 2004 der deutsche Physiker Martin Bojowald simuliert. Zunächst vermeidet man das Konzept der Singularität, denn das Schleifenquanten-Universum hat eine bestimmte Mindest-Strukturgröße, die es nicht unterschreiten kann. Rechnet man sich immer näher an den Urknall heran, erscheint dieser nicht mehr als unüberwindbare Schranke. Stattdessen erreicht man mit einem "Plopp" die Minuszeit - ein neues, anderes oder auch Vorgänger-Universum, in dem alle Richtungen (auch die der Zeit) umgekehrt sind.

Die Evolution des Universums nach dem Urknall (Grafik: NASA / WMAP Science Team)

Für die Physiker ist das kein großes Problem, weil die Naturgesetze praktischerweise symmetrisch sind. Dieses Universum vor dem Universum zieht sich in Richtung des Urknalls zusammen. Die Theorie hat damit den früher schon einmal populären "Big Bounce" wiederbelebt, der das Universum sich periodisch zusammenziehen und ausdehnen sieht. Hat sich das Weltall unter dem Einfluss der Gravitation sehr weit zusammengezogen, zerreißt irgendwann das aus den Quantenschleifen bestehende Gewebe der Raumzeit - und die Gravitation verwandelt sich unter dem Einfluss dieses "Quanten-Rückstoßes" in eine stark abstoßende Kraft, die das Universum wieder auseinander treibt.

Das Penrose-Universum

Einen dritten Mechanismus für ein sich zyklisch veränderndes Universum hat der britische Mathematiker Roger Penrose 2011 vorgeschlagen. In seinem Buch "Zyklen der Zeit" widmet er sich dem Phänomen Zeit. Der "Big Freeze", eine gängige Vorstellung vom Ende des Universums, besteht darin, dass sich irgendwann sämtliche Materie in Energie umgewandelt hat, in Photonen, die sich auf ewig mit Lichtgeschwindigkeit bewegen - und für die deshalb die Zeit stillsteht (auch ein Astronaut, der lichtschnell fliegt, altert nicht). Der Raum verliert damit seine Bedeutung, denn seine Ausdehnung ist nicht messbar, wenn es keine Zeit mehr gibt. Wer könnte widerlegen, dass die Milliarden Lichtjahre nicht doch nur ein paar Zentimeter sind?

Ganz genau so sah ja das Universum kurz nach dem Urknall aus: Es bestand aus purer Energie, für die kein Zeitbegriff existierte. Nur ein Mathematiker traut sich aber wohl, scheinbar so weit auseinander liegende Zustände zu einem einzigen zusammenzusetzen: Wenn die räumliche Ausdehnung nicht definiert ist, könnte das gerade in ewiger Energie verendete Universum auch den Keim für einen neuen Urknall darstellen.

Plausible Fiktion

Lässt sich eine dieser Theorien irgendwie beweisen? Bisher handelt es sich im Grunde um plausible Fiktion. Die Forscher haben aber Ideen, wie man Hinterlassenschaften des Vorgänger-Universums ausfindig machen könnte. Denn nicht alles muss beim "Big Crunch" vergänglich sein. Im vergangenen Jahr haben Bernard Carr und Alan Coley gezeigt, dass eine bestimmte Art Schwarzer Löcher die ungemütlichen Bedingungen beim Urknall überstehen könnte.

Leider wird die Suche nach solchen, dann uralten Objekten dadurch erschwert, dass auch während des Urknalls massearme Schwarze Löcher entstehen können. Ihre Existenz hat erstmals Stephen Hawking in den 1970ern hergeleitet. Gefunden hat man diese "primordialen" Schwarzen Löcher bisher ebenso wenig wie ihre noch älteren Vettern aus dem Vorgänger-Universum - ein solches Objekt ist umso schwerer nachzuweisen, je weniger Masse es besitzt. Auch im Penrose-Universum kann es prinzipiell Überbleibsel des Vorgängers geben: Dessen Masse muss nicht komplett zerstrahlt worden sein, es genügt, wenn die Energie bei weitem das Übergewicht hat.

Quelle : http://www.heise.de/tp/

[SiLæncer]

Seit wenigen Tagen sind alle rund 80.000 gesammelten Inhalte des Albert-Einstein-Archivs online zugänglich. Hierzu zählen hochauflösende Scans von Handschriften des Nobelpreisträgers für Physik, der am 14. März 1879 in Ulm an der Donau zur Welt kam und am 18. April 1955 in Princeton im US-Staat New Jersey verstarb.

Online ansehen lassen sich zum Beispiel Dokumente und Gegenstände aus Einsteins wissenschaftlicher Laufbahn oder auch seinem Privatleben – darunter Abbildungen der ihm mit dem Nobelpreis 1922 verliehenen Medaille und Urkunde, in die sich hineinzoomen lässt. Diese sind in einer Galerie ebenso prominent platziert wie Einsteins handschriftliche Notizen zur "Äquivalenz von Masse und Energie (E=mc²)". Für tiefergehende Recherchen steht eine Datenbankabfrage bereit.

Bei dem Online-Archiv handelt es sich um ein Gemeinschaftsprojekt der Hebrew University of Jerusalem und des California Institute of Technology (Caltech). 2003 hatte die Digitalisierung der Archivinhalte begonnen. Schon zu Einsteins Lebzeiten wurde der Grundstein für das spätere Archiv gelegt, nach Einsteins Tod trugen seine Sekretärin an der Princeton University und sein Nachlassverwalter weiteres Material zusammen, Ende der 1970er-Jahre startete der Aufbau einer Datenbank.

Quelle : www.heise.de

[SiLæncer]

Offenbar ist es gelungen, erstmals direkte Beweise für die kurzzeitige überlichtschnelle Expansion des Universums nach dem Urknall zu finden. Den Nachweis für diese sogenannte Inflation fanden Forscher in der kosmischen Hintergrundstrahlung.

Astronomen ist es mithilfe von Radioteleskopen am Südpol offenbar gelungen, erstmals direkte Beweise für die sogenannte kosmologische Inflation nachzuweisen. Dabei handelt es sich um eine überlichtschnelle Expansion des Universums in einem äußerst kurzen Zeitraum direkt nach dem Urknall, die in Bruchteilen einer Sekunde stattfand.

Die bislang nur in der Theorie beschriebene Inflation erklärt einige Probleme, die sich aus der Beschreibung des Urknalls ergeben hatten, etwa die große Gleichförmigkeit unseres Universums. Nun konnte sie experimentell bestätigt und dabei erstmals auch Bilder sogenannter Gravitationswellen gemacht werden. Die Ergebnisse bestätigen außerdem die enge Verbindung zwischen der Quantenmechanik und der Relativitätstheorie.

Der ganze Artikel

Quelle : www.heise.de

[Jürgen]

Von einem direkten Beweis im engeren Sinne würde ich hier noch nicht reden.
Die Interpretation der Messergebnisse ist doch zu sehr von den derzeit populären Modellen geprägt, weniger von harten Fakten.

So sollte zumindest abgewartet werden, ob sich gleichbedeutende Erkenntnisse aus andersartigen Beobachtungen gewinnen lassen.

Insbesondere gebe ich aber zu bedenken, dass für die derzeitigen Modelle theoretische Dinge wie Dunkle Materie und Dunkle Energie erforderlich scheinen, um Beobachtungen in galaktischen und noch größeren Dimensionen erklären zu wollen.
Noch eine weitere theoretische Grundgröße einzuführen, die ebenfalls auf Dichte, Gravitation und Raum wirkt bzw. gewirkt haben soll und sogar unabhängig von der Lichtgeschwindigkeit sein soll, empfinde ich insofern als extrem gewagt, wenn nicht fast schon als religiös.

Tröstlich erscheint aber, dass eine anfangs der Zeit extrem starke Expansion des Raums bzw. unseres Universums eher gegen eine angeblich heute zunehmende Expansion spricht, mitsamt der dafür postulierten dunklen Energie.

Wer weiß, vielleicht ist auch das ganze Denkmodell von Urknall, Expansion usw. auch nur eine (zu) schlichte Fehlinterpretation - oder zumindest nicht das einzig vertretbare.   

Jürgen
- der seit 1981 keine Astronomie-Vorlesung mehr besucht hat 

[SiLæncer]

Vor knapp einem Jahr hatten US-Forscher verkündet, den ersten direkten Beweis für die kosmologische Inflation gefunden und Gravitationswellen nachgewiesen zu haben. Das müssen sie nun zurücknehmen. Die zugrunde gelegten Daten waren nicht genau genug.

Entgegen einem ersten euphorischen Bericht ist es Astronomen offenbar doch nicht gelungen, erstmals direkte Beweise für die sogenannte kosmologische Inflation zu finden. Wie die Europäische Weltraumagentur ESA nun mitteilte, hat eine genaue Analyse der gesammelten Daten und des Messverfahrens ergeben, dass die Schlussfolgerungen zu weitreichend waren. Die Inflation ist damit weiterhin nur theoretisch beschrieben. Sie soll Probleme erklären, die sich aus der gegenwärtigen Beschreibung des Urknalls ergeben, etwa die große Gleichförmigkeit unseres Universums.

Zu früh gefreut

Im März 2014 hatten Wissenschaftler des Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics erklärt, dass sie Spuren der kosmologischen Inflation – einer überlichtschnellen Expansion des Universums kurz nach dem Urknall – gefunden hätten. Dabei hätten sie erstmals auch Bilder sogenannter Gravitationswellen gemacht. Dafür hatte es viel Lob gegeben und sogar die Einschätzung, dass diese Leistung eines Nobelpreises würdig sei, wenn sie unabhängig bestätigt würde.

Das gelang jedoch nicht, stattdessen wurden die Ergebnisse entkräftet. Die Wissenschaftler hatten mithilfe des am Südpol installierten Experiments BICEP2 die kosmische Hintergrundstrahlung auf deren Polarisation hin untersucht. Die Messergebnisse waren dann als eindeutige Hinweise auf Gravitationswellen interpretiert worden, womit die Forscher an die Öffentlichkeit gingen – nach ausführlicher Prüfung, wie sie betonten. Doch zugrunde lag dem nicht das aktuellste Bild der Verteilung interstellaren Staubs in unserer Galaxie.

Wie die Wissenschaftler in einem Manuskriptentwurf für die Physical Review Letters erklären, ist das Wissen um die Verteilung dieses kosmischen Staubs wichtig, um den aus den Messergebnissen herauszurechnen, da er selbst polarisiertes Licht abgibt. Die aktuellsten Daten zur Verteilung des kosmischen Staubs stammen inzwischen unter anderem von der ESA-Sonde Planck, die die Hintergrundstrahlung des Universums ausmisst. Deren Daten hätten gezeigt, dass die polarisierten Emissionen von Staub aus der Milchstraße in der für die Urknall-Forscher entscheidenden Himmelsregion deutlich stärker ist als angenommen. Wenn das herausgerechnet werde, bleibe nicht mehr genug übrig, um als starker Beweis gezählt werden zu können, erklärt Planck-Forscher Jean-Loup Puget vom Institut d’Astrophysique Spatiale.

Die Suche geht weiter

Damit bleibe die Frage nach der kosmologischen Inflation weiter offen, schreiben die Wissenschaftler nun. Die Teams von BICEP2 und Planck hatten in den vergangenen Monaten zusammengearbeitet, um die ersten Ergebnisse mithilfe der neuesten Daten zu verifizieren. Auch wenn stattdessen das Gegenteil eintrat, heiße das nicht, dass es keine Spuren von Gravitationswellen zu finden sind, es dürfte nur deutlich schwerer sein als gedacht. Die Suche danach gehe jedenfalls unvermindert weiter, versichert der beteiligte Forscher Brendan Crill vom Jet Propulsion Laboratory der NASA.

Quelle : www.heise.de

[SiLæncer]

Am 25. November 1915 legte Albert Einstein bei der Preußischen Akademie der Wissenschaften einen knapp vierseitigen Aufsatz vor, in dem er die allgemeine Relativitätstheorie darlegte. Sie machte ihn weltberühmt - den Nobelpreis bekam er dafür aber nicht.

Es ist alles relativ: Vor 100 Jahren, am 25. November 1915, stellte Albert Einstein in Berlin die allgemeine Relativitätstheorie vor. Die Feldgleichungen der Gravitation hatte Einstein den gerade 3,5 Seiten langen Aufsatz überschrieben, den er an jenem Donnerstag bei der Preußischen Akademie der Wissenschaften einreichte - und damit die Wissenschaft reichlich umkrempelte.

Die allgemeine basierte auf der zehn Jahre zuvor publizierten speziellen Relativitätstheorie. Darin hatte Einstein nachgewiesen, dass Raum und Zeit zusammengehören. Beide bilden eine vierdimensionale Struktur, das Raum-Zeit-Kontinuum oder die Raumzeit.

Masse krümmt Raumzeit

In der allgemeinen Relativitätstheorie bezog Einstein die Gravitation in diese Theorie mit ein. Diese war demnach nicht mehr eine Anziehung zwischen zwei Massen, sondern eine Wechselwirkung zwischen Materie und der Raumzeit. Materie krümmt die Raumzeit - und zwar umso stärker, je größer ihre Masse ist. Schwerkraft ist also eine Folge der verkrümmten Geometrie von Raum und Zeit.

Ein Himmelskörper verformt den Raum um sich herum - so wie eine Kugel in einem Tuch, auf dem sie liegt, eine Mulde bildet. Je schwerer und dichter diese Kugel ist, desto tiefer ist die Mulde in der Raumzeit. Rollt eine kleinere Kugel über das Tuch, wird ihre Bahn durch diese Mulde beeinflusst.

Sterne sind nicht da, wo sie sein sollten

Diese Krümmungen in der Raumzeit beeinflussen auch das Licht: Eine große Masse, etwa die Sonne müsse demnach Licht, das an ihr vorbeikomme, messbar ablenken. Vier Jahre später wurde diese Vorhersage Einsteins experimentell nachgewiesen: 1919 beobachtete der britische Astrophysiker Arthur Eddington eine Sonnenfinsternis. Dabei stellte er fest, dass einige Sterne nicht dort waren, wo sie sein sollten. Ihre Positionen waren leicht anders als wenige Monate zuvor, als die Sonne anders gestanden hatte. Ihre Masse hatte das Licht, das von den Sternen zur Erde kam, abgelenkt.

Nach dieser Entdeckung wurde Einstein weltweit bekannt. Er sei "zum ersten Popstar der Wissenschaft" geworden, sagte Hermann Nicolai, Direktor am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Potsdam-Golm, dem Nachrichtensender n-tv. Ein Star, der in aller Welt auf den Titelseiten der Zeitungen war.

Genaue Messgeräte fehlten

In den folgenden Jahren geriet die allgemeine Relativitätstheorie etwas aus dem Fokus der Forscher - unter anderem deshalb, weil es keine Messgeräte gab, um die Effekte nachzuweisen. Etwa den Einfluss der Schwerkraft auf die Zeit: Je stärker die Schwerkraft ist, desto langsamer vergeht die Zeit. Der Bewohner des obersten Stockwerks eines Hochhauses altert also schneller, als der in der Wohnung im Erdgeschoss.

Für herkömmliche Uhren auf der Erde ist der Effekt allerdings nicht messbar und kann vernachlässigt werden. Wird die Strecke größer, jedoch nicht mehr: Bei Satellitennavigationssystemen, bei denen sehr genau gehende Atomuhren zum Einsatz kommen, spielt er eine Rolle. Würde er nicht korrigiert, zeigte ein Navigationsgerät auf der Erde eine falsche Position an.

Entdecker der Schwarzen Löcher werden Stars

In den 1960er- und 1970er-Jahren entdeckten Forscher neuartige Himmelskörper, deren unerwartete Eigenschaften sich mit Hilfe von Einsteins Theorie erklären ließen, darunter Schwarze Löcher: Ihre Gravitation ist so stark, dass aus der Delle, die sie in der Raumzeit bilden, nicht einmal Licht herausgelangt. Forscher, die sich mit diesen Phänomenen beschäftigten, wurden ihrerseits zu wissenschaftlichen Stars, darunter der Brite Stephen Hawking.

"Die Einsteinschen Gleichungen beschreiben nicht nur die Physik von Sternen und Galaxien, sondern die Dynamik des ganzen Universums, von Raum und Zeit", sagte Nicolai. "Zusammen mit der Quantentheorie bilden diese Gleichungen das Fundament der modernen Physik: Die Quantentheorie ist zuständig für die Physik im Kleinen, also für Moleküle, Atome, Elementarteilchen. Die allgemeine Relativitätstheorie ist zuständig für die Physik im Großen, für die Gravitation. Das ist die einzige Kraft, die über größere Abstände wirkt."

Einstein bekam im Jahr 1921 den Nobelpreis für Physik. Allerdings nicht für seine bahnbrechende Relativitätstheorie, sondern für die Entdeckung des Gesetzes des photoelektrischen Effektes.

Quelle : www.golem.de