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Schwere und träge Masse

Kosmisches Fallexperiment bestätigt Einstein

Ein einzigartiges Dreifach-Sternsystem ermöglicht, Abweichungen von Albert Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie um einen Faktor zehn genauer zu bestimmen. Das Ergebnis ist wieder einmal ernüchternd für die Verfechter alternativer Modelle.
Warum hier lens flare drauf zu sehen ist, bleibt wohl Geheimnis des Künstlers.

Galileos berühmtes Fallexperiment zeigt: Alle Objekte fallen gleich schnell, unabhängig von ihrer Masse. Der im Alltag beobachtete Unterschied im Fall von einer Feder und einer Bleikugel liegt nur an der Umgebungsluft. Dieses Prinzip ist auf der Erde durch viele Experimente gut etabliert. Deshalb gehen Forscher bei der Fahndung nach Abweichungen des »starken Äquivalenzprinzips« auf die Suche nach neuen Tests — und finden diese im Nachthimmel.

Ein so genanntes hierarchisches Dreifach-Sternsystem, welches aus einem Doppel-Sternsystem mit einem Neutronenstern und einem Weißen Zwerg besteht, das wiederum einen weiteren Weißen Zwerg umkreist, lässt Rückschlüsse auf eine der Grundannahmen der allgemeinen Relativitätstheorie zu. Das starke Äquivalenzprinzip besagt, dass träge Masse gleich schwerer Masse ist, oder: Die Masse, die sich gegen Bewegung wehrt (bekannt aus der Schule als m aus F = ma), ist exakt gleich der Masse, welche die Schwerkraft eines Körpers ausmacht. Stimmt diese Annahme, dann müssen zwingend alle Körper unabhängig von ihrer Masse gleich schnell in einem äußeren Gravitationsfeld fallen.

Die Forschergruppe um Anne Archibald hat das System über sechs Jahre lang mit drei verschiedenen Radioteleskopen beobachtet, um so genügend Daten zu sammeln. Der Orbit des Neutronensterns im Dreiersystem ließ sich extrem genau vermessen, da dieser im Radiowellenbereich präzise pulsiert. Da die Gruppe das System gleichzeitig im Großrechner simulieren konnte, wusste sie, wie eine Abweichung vom Äquivalenzprinzip ausgesehen hätte. Sie konnte bis auf einen Teil in einer Million keine Abweichung feststellen und setzte damit einen neuen Genauigkeitsrekord für das starke Äquivalenzprinzip.

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