Einsteins Relativitätstheorie ist wahrscheinlich ungenau, fanden Wissenschaftler in einer neuen Studie • TechFocus.cz

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Wissenschaftlern zufolge besteht das Universum zu 70 % aus dunkler Energie, zu 25 % aus dunkler Materie und zu 5 % aus gewöhnlicher Materie / Pixabay

Einsteins allgemeine Relativitätstheorie wird oft als unerschütterlich genau und fehlerlos angesehen. Aber wenn es auf extrem kleine Entfernungen oder umgekehrt auf das gesamte Universum angewendet wird, ist dies möglicherweise nicht ganz richtig.

Es folgt das aus einer neuen Studie des Kosmologen Kazuya Koyama von der University of Portsmouth und des Physikers Levon Pogosian von der Simon Fraser University. Die Ergebnisse ihrer Forschung veröffentlichten sie in einer Fachzeitschrift Naturastronomie.

Die Quantentheorie sagt voraus, dass das Vakuum des Weltraums mit Energie aufgeladen ist. Dies wird dunkle Energie genannt und kann in keiner Weise gemessen werden. Wissenschaftliche Instrumente können nur Energieänderungen messen, nicht ihre Gesamtmenge.

Laut Einstein hat diese dunkle Energie eine abstoßende Schwerkraft – sie drückt den leeren Raum auseinander, wodurch sich das Universum ausdehnt. 1998 wurde entdeckt, dass sich die Expansion des Universums beschleunigt.

Aber die Menge an dunkler Energie, die benötigt wird, um diese Beschleunigung zu erklären, ist viel kleiner als von der Quantentheorie vorhergesagt. Es ist daher fraglich, ob dunkle Energie wirklich eine Gravitationskraft ausübt und die Expansion des Universums beeinflusst. Wenn ja, warum ist seine Schwerkraft viel schwächer als angenommen? Wenn nicht, was verursacht die kosmische Beschleunigung?

Wissenschaftler wissen nicht, was dunkle Energie ist. Aber sie müssen davon ausgehen, dass es existiert, um die Expansion des Universums zu erklären. Ebenso müssen sie davon ausgehen, dass es eine bestimmte Art von unsichtbarer Materie gibt, die dunkle Materie genannt wird.

Diese Annahmen basieren auf der kosmologischen Standardtheorie Lambda-CDM, die auf Einsteins Ideen basiert. Sie gehen davon aus, dass das Universum zu 70 % aus dunkler Energie, zu 25 % aus dunkler Materie und zu 5 % aus gewöhnlicher Materie besteht. Dieses Modell stimmt mit fast allen Daten überein, die Kosmologen in den letzten 20 Jahren gesammelt haben.

Die Tatsache, dass der größte Teil des Universums aus dunklen Kräften und Materie besteht, die keinen Sinn ergibt, hat jedoch viele Physiker dazu veranlasst, sich zu fragen, ob Einsteins Gravitationstheorie etwas angepasst werden muss. Die Wendung kam vor einigen Jahren, als klar wurde, dass verschiedene Methoden zur Messung der Expansion des Universums unterschiedliche Antworten geben. Wissenschaftler bezeichnen dieses Problem als Hubble-Spannung.

Die Allgemeine Relativitätstheorie beschreibt die Schwerkraft als eine Krümmung von Raum und Zeit, die die Bahnen krümmt, auf denen sich Licht und Materie bewegen. Es sagt voraus, dass die Bahnen von Lichtstrahlen und Materie durch die Schwerkraft auf die gleiche Weise gebogen werden sollten.

„Um herauszufinden, ob die allgemeine Relativitätstheorie auch im kosmischen Maßstab richtig ist, haben wir uns entschlossen, drei Aspekte davon zu untersuchen. Die Ausdehnung des Universums, die Wirkung der Schwerkraft auf Licht und die Wirkung der Schwerkraft auf Materie Anhand dieser Parameter haben wir in einer Computersimulation die Schwerkraft des Universums im Laufe der kosmischen Geschichte rekonstruiert”, heißt es in der Studie des Wissenschaftlerteams.

Anschließend verglichen sie die Rekonstruktionsergebnisse mit den Vorhersagen des Lambda-CDM-Modells. Er fand heraus, dass die Messungen Anzeichen einer möglichen Diskrepanz mit Einsteins Vorhersage zeigten. Das bedeutet, dass es möglich ist, dass die Schwerkraft im großen Maßstab anders funktioniert und dass die allgemeine Relativitätstheorie möglicherweise angepasst werden muss. „Wir glauben, dass unser Ansatz eines Tages dazu beitragen kann, einige der größten Rätsel der Kosmologie zu lösen“, schloss das Wissenschaftlerteam.

Quelle: Naturastronomie, Wissenschaftsalarm

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