Ultra-präzise Uhren auf der Internationalen Raumstation und anderen Raumfahrzeugen könnten feststellen, ob Albert Einsteins spezielle Relativitätstheorie korrekt ist und damit unser Verständnis des Universums grundlegend ändern.
Ein Beitrag von Karl Urban, bearbeitet von Star-Light, Quelle: ESA/JPL.
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Die Theorie, die 1905 von Albert Einstein veröffentlicht wurde, sagt aus, dass falls sich ein Beobachter mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, die physikalischen Gesetze immer die gleichen sind. Dies gilt bei bei allen möglichen Geschwindigkeiten. Beispielsweise fällt eine Münze genauso schnell auf den Boden wenn ich auf einer Wiese stehe wie wenn ich auf der Autobahn mit konstanten 120 Kilometern pro Stunde fahre.
Neuere Theorien versuchen nun die Gravitations- und Teilchenphysik zu kombinieren und kommen dabei zu dem Schluss, dass die Relativität nicht immer anwendbar ist. Veränderungen im Raum und der Zeit legen diese Vermutung nahe – sie lassen sich jedoch auf der Erde nicht messen.
“Die Internationale Raumstation wird demnächst sehr genaue Uhren an Bord haben und sie ist ein guter Ort die Theorie zu testen,” sagt Dr. Alan Kostelecky, Physikprofessor an der Universität Indiana in Bloomington. “Durch den Vergleich extrem präziser Uhren, die in der Schwerelosigkeit arbeiten, können winzigste Änderungen im “Tempo der Zeit” festgestellt werden, während sich das Raumfahrzeug um die Erde bewegt.” Dies würde gegen Einsteins Theorie verstoßen, die aussagt, dass keine Veränderungen messbar sein dürften, wenn sich verschiedene Uhren unter der gleichen Gravitations-Umgebung bewegen.
“Das Auffinden solcher Veränderungen würde einen Aufruhr in der Wissenschaftsgemeinschaft auslösen und würde zudem unser Denken über die fundamentale Struktur von Raum und Zeit verändern.” fügt er hinzu. Es würde einen Einblick in unser Universum führen und wie die Natur funktioniert.
Messungen im Weltraum haben einige Vorteile gegenüber denen auf der Erde, da die Erd-Rotationsachse und ihre Rotationsrate feststehend sind. Im All können die Umkreisungsachse eines Satelliten und seine Rotationsrate unterschiedlich sein. Außerdem sind höhere Geschwindigkeiten möglich. Messungen im Erdorbit können deshalb viel genauer durchgeführt werden und messbare Änderungen demnach Einsteins spezielle Relativitätstheorie widerlegen.