Gravitationsphysik: Mit Pulsaren auf der Jagd nach Gravitationswellen

Planeten mit Pulsaren wiegen — © David J. Champion, MPI für Radioastronomie (Ausschnitt)

Der Raum ist die unverrückbare Bühne, auf der das Weltgeschehen spielt, und die Zeit fließt absolut gleichmäßig dahin – so stellte sich zumindest Isaac Newton die Welt vor. Doch mit Albert Einsteins Relativitätstheorie haben wir uns von dieser statischen Sichtweise verabschiedet. Heute wissen wir, dass sich der Raum stauchen und dehnen lässt und auch die Zeit mal schneller und mal langsamer vergeht. Diese Erkenntnis eröffnet uns nun ein neues Fenster zum Universum.

Astronomen hoffen, dass sie die energiereichsten Ereignisse im Kosmos bald studieren können, indem sie Gravitationswellen untersuchen: wellenförmige Verzerrungen der Raumzeit, die von beschleunigten Massen herrühren und sich mit Lichtgeschwindigkeit durchs All bewegen...

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Spektrum der Wissenschaft – Quantengravitation im Labor: Experimente könnten die Quantennatur der Raumzeit enthüllen

Zwei Artikel in dieser Ausgabe stellen neue Experimente und Versuchsideen vor, die das postulierte Quantenteilchen der Schwerkraft, das Graviton, sowie die die Quantennatur der Raumzeit nachweisen sollen. Aktuell werden die ersten Versuche dieser Art umgesetzt und von der Fachwelt mit Spannung verfolgt. Daneben berichten wir über Tensornetzwerke, die klassische Computer leistungsfähiger machen als gedacht und so eine Konkurrenz für Quantencomputer darstellen. Außerdem: wie gentechnisch maßgeschneiderte Phagen – Viren, die Bakterien befallen – in der Medizin eine wichtige Rolle übernehmen könnten, neue Erkenntnisse über die neolithische Revolution am Amazonas und die Diskussion, ob auch in der Ökologie eine Replikationskrise besteht.

Spektrum der Wissenschaft – Neue Gesetze für den Kosmos?: Eine alternative Theorie stellt die Gravitation in Frage

Seit Jahrzehnten jagen Physiker der unsichtbaren Dunklen Materie nach – bisher erfolglos. Als alternative Theorie wird die »Modified Newtonian Dynamics«, kurz MOND, diskutiert. Sie stellt die Gesetze der Gravitation in Frage und sorgt für Zündstoff in der Kosmologie. Im Rahmen unserer Serie »Quantengravitation« erläutert der Physiker Manuel Hohmann die Theorie der teleparallelen Gravitation. Ihr zufolge können Raum und Zeit nicht nur gekrümmt, sondern auch anders verformt sein. Weitere Themen: Warum Spiegelorganismen große Risiken bergen und was Landwirte tun können, um Agrarböden zu schützen und zu erhalten.

Spektrum der Wissenschaft – Quantengravitation

Seit einem Jahrhundert versuchen Fachleute, die Quantenphysik mit der Schwerkraft zu vereinen. Wie könnte eine solche Weltformel aussehen? Zum Auftakt der Serie »Quantengravitation« geben wir einen Überblick über die Entwicklungen der wichtigsten Ansätze. Weiterhin berichten wir über das Verfahren, der Luft Kohlendioxid zu entziehen. Kann diese Entziehungskur die Klimakatastrophe abwenden? In der RNA-Forschung zeigt sich immer deutlicher, dass die im Erbgut enthalten Bauanweisungen für RNA-Moleküle, die nicht für Proteine codieren, offenbar maßgeblich an der Genregulation beteiligt sind. Erfahren Sie weiterhin, welche neuen Erkenntnisse die Wissenschaft aus den Untersuchungen der Brandruine von Notre-Dame de Paris gewann.

Links im Netz

Michael Kramer (am Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn)
Kennefick, D.: Traveling at the Speed of Thought: Einstein and the Quest for Gravitational Waves. (Princeton University Press, 2007.)
Champion, D.J. et al.: Measuring the mass of solar-system planets using pulsar timing. (In: The Astrophysical Journal Letters, 720(2), S. L201, 2010. (kostenfreier Preprint))
Bartusiak, M.: Einsteins Vermächtnis. Der Wettlauf um das letzte Rätsel der Relativitätstheorie. (Europäische Verlagsanstalt, 2005.)
European Pulsar Timing Array (EPTA) (Zusammenschluss europäischer Pulsar-Timing-Forscher)
Champion, D.J. et al.: Measuring the mass of solar-system planets using pulsar timing. (In: The Astrophysical Journal Letters, 720(2), S. L201, 2010. (kostenfreier Preprint))
Lyne, A. et al.: Switched Magnetospheric Regulation of Pulsar Spin-Down. (In: Science, 329(5990), S. 408-412, 23. Juli 2010. )
Kramer, M., Wex, N.: The double pulsar system: a unique laboratory for gravity. (Classical and Quantum Gravity 26, S. 073001, 2009.)
Lorimer, D.R., Kramer, M.: Handbook of Pulsar Astronomy (Cambridge University Press, 2005.)
Norbert Wex (am Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn)

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