Sterne und Weltraum Heft 12/2025
Die Wissenschaft lebt davon, sich ständig selbst zu hinterfragen und experimentelle Tests von Vorhersagen aus der Theorie durchzuführen. Zur Beschreibung der Schwerkraft ist die allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein, die inzwischen genau 110 Jahre alt ist, das unangefochtene Meisterwerk. Benötigen wir überhaupt etwas Neues? Einsteins Theorie ist klassisch, in dem Sinn, dass sie nicht quantisiert ist. Seit Jahrzehnten steht die Frage im Raum, ob auch die Gravitation auf submikroskopischen Längenskalen modifiziert werden muss. Gibt es quantenhafte Austauschteilchen, die Gravitonen? Oder ist die Raumzeit selbst »körnig«, also in diskrete »Raumzeitatome« gestückelt? Unsere Autoren stellen Überlegungen vor, wie man experimentell die Quantennatur der Raumzeit testen könnte. Im zweiten Teil unseres Beitrags zur Urknalltheorie geht es auch darum, ob wir über die gängige Lehrmeinung hinausgehen müssen. Zwei Ansätze, das Local-Void-Modell und das Timescape-Modell, haben sich in jüngerer Zeit hervorgetan, die insbesondere als Alternativen zur Dunklen Energie gelten möchten. Leisten sie das wirklich? Wir stellen sie vor.
Quantengravitation: Raumzeit im Labor Die Relativitätstheorie Albert Einsteins ist das Meisterwerk zur Beschreibung der Schwerkraft. Seit Jahrzehnten steht aber die Frage im Raum, ob die Gravitation auf submikroskopischen Längenskalen modifiziert werden muss. Fachleute gehen davon aus, dass eine Quantengravitationstheorie unerlässlich ist, um Extremsituationen zu erklären, wie sie im jungen Universum aufgetreten sind oder die im Inneren von Schwarzen Löchern herrschen. Aktuell arbeiten mehrere Forschungsgruppen an Versuchen, die Hinweise auf eine Quantennatur der Schwerkraft liefern sollen. Schon bald werden die ersten Experimente starten – sie könnten unsere Vorstellung von Zeit und Raum auf den Kopf stellen. Carlo Rovelli, der selbst Quantengravitationstheorien mitentwickelt, und der Wissenschaftsphilosoph Nick Huggett stellen ab S. 26 hierzu ihre Überlegungen vor.
Dreikörperproblem: Treffen sich drei Schwarze Löcher auf den Inseln der Ordnung Wem angesichts der wohlgeordneten Himmelsmechanik unseres Sonnensystems mit seinen bekannten Planetenbahnen und bis ins Jahr 3000 berechneten Sonnenfinsternissen nach ein bisschen Chaos zumute ist, könnte es einmal mit Sternhaufen versuchen. Anzutreffen ist dieses Chaos in deren Zentren, wo die Sterndichte besonders groß ist. Dort ist es fast unvermeidbar, dass ein unbescholtenes Doppelsystem, das eigentlich nichts anderes im Sinn hat, als den gemeinsamen Massenschwerpunkt zu umrunden, von einem vorbeifliegenden Himmelskörper wortwörtlich aus der Bahn geworfen wird. Was als Nächstes passiert, ist nicht vorhersagbar. Doch laut einer neuen Analyse steckt erstaunlich viel Ordnung im Chaos dieses Dreikörperproblems – mit astrophysikalischen Konsequenzen für Schwarze Löcher und Gravitationswellen. Franziska Konitzer erklärt ab S. 18 die Ordnung im Chaos des Dreikörperproblems.
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