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Physik: Wirkung auf die Ferne berechnen

Von Galaxien bis hin zu Molekülen: In der Physik können sich Objekte über weite Distanzen anziehen oder abstoßen. Das macht es schwer, solche Systeme mathematisch zu beschreiben. Nun ist es zwei Forschern gelungen, eine 300 Jahre alte Formel zu verallgemeinern - und damit langreichweitige Wechselwirkungen zu zähmen.
Kern, Messier 77

Hunderte Milliarden von Sternen, die mit aberwitzigen Geschwindigkeiten um ein zentrales Schwarzes Loch kreisen, bilden unsere spiralförmige Galaxie: die Milchstraße. Die Himmelskörper verteilen sich über unvorstellbare Distanzen – so braucht das Licht aus dem Inneren mehr als 25 000 Jahre, bis es zu unserem Sonnensystem vordringt. Trotz dieser Entfernungen spüren die Sterne und Planeten die ständige gegenseitige Anziehung durch die Schwerkraft, welche die Galaxie zusammenhält. Damit ist die Milchstraße ein Paradebeispiel für ein Vielkörpersystem mit langreichweitigen Wechselwirkungen.

Kräfte, die über weite Distanzen wirken können, sind ein wichtiges Forschungsfeld der modernen Physik. Man trifft sie nicht nur auf astronomischen Skalen an, sondern auch im ganz Kleinen, wenn man sich auf die atomare Ebene eines Materials begibt: Die elektromagnetischen Kräfte der geladenen Ionen und Elektronen verleihen einem Stoff seine Eigenschaften. Um ihn exakt zu modellieren, müsste man daher alle mikroskopischen Bestandteile berücksichtigen …

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