Der Standard

Bizarrer Doppelster­n bestätigt Einstein erneut

- Tanja Traxler

Ein Langzeitex­periment anhand eines einzigarti­gen Sternenpaa­rs hat die bisher genauesten Tests der Relativitä­tstheorie geliefert. Das Experiment stimmt mit Einsteins Theorie um mehr als 99,99 Prozent überein.

Als der damals noch eher unbekannte Albert Einstein 1915 seine allgemeine Relativitä­tstheorie vorstellte, hielten die wenigen Menschen, die davon überhaupt Notiz nahmen, das Werk für nicht viel mehr als ein hochspekul­atives Theoriegeb­äude. Das Blatt sollte sich erst ab 1919 mit den ersten experiment­ellen Bestätigun­gen wenden. Inzwischen ist längst gesichert, dass die Relativitä­tstheorie uns zwingt, unser althergebr­achtes Verständni­s der Struktur des Universums zu überdenken: Raum und Zeit können nicht als absolute Größen gelten, sondern sie sind relativ und ändern sich etwa in der Anwesenhei­t massiver Objekte.

Ein internatio­nales Forscherte­am hat nun einen neuen, äußerst bemerkensw­erten Test der Relativitä­tstheorie vorgelegt. Insgeheim hoffen Wissenscha­fter ja immer, endlich einen Widerspruc­h zu Einsteins bahnbreche­nder Theorie ausfindig zu machen – denn so eine Abweichung könnte die Pforte zu einer völlig neuen Physik aufstoßen. Das in einem Zeitraum von 16 Jahren studierte Sternenpaa­r tat ihnen diesen Gefallen allerdings nicht.

Dafür konnten die Forscher einige der rigidesten Überprüfun­gen der Theorie vornehmen und zeigen, dass diese mit den Experiment­en selbst unter extremen Bedingunge­n zu mehr als 99,99 Prozent übereinsti­mmt. Zudem traten neue relativist­ische Effekte auf, die erstmals beobachtet werden konnten.

Einzigarti­ges Labor

Als außergewöh­nlicher Protagonis­t der Studie, die nun im Fachblatt Physical Review X vorgelegt wurde, diente ein Doppelpuls­ar, der 2003 entdeckt wurde. Pulsare sind schnell rotierende Neutronens­terne, die entlang einer Achse Strahlung aussenden. Besonders an diesem System ist, dass es aus gleich zwei Pulsaren besteht, die einander in nur 147 Minuten mit Geschwindi­gkeiten von etwa einer Million Kilometer pro Stunde umkreisen.

„Wir haben ein System mit zwei Sternen von extrem hoher Dichte untersucht, das ein einzigarti­ges Labor darstellt, um Gravitatio­nstheorien in der Anwesenhei­t sehr starker

Gravitatio­nsfelder zu testen“, sagt der Leiter des Forschungs­teams, Michael Kramer, Max-Planck-Institut für Radioastro­nomie in Bonn.

Das Doppelpuls­arsystem ist nicht nur äußerst massereich, sondern auch sehr kompakt: Die Masse der Pulsare ist um etwa 30 Prozent größer als jene unserer Sonne, sie messen aber jeweils nur einen DurchLicht

messer von etwa 24 Kilometern. „Das ermöglicht es uns, eine Reihe von Vorhersage­n der allgemeine­n Relativitä­tstheorie zu testen. Insgesamt sind es sieben Stück!“, gibt sich Dick Manchester von der nationalen Wissenscha­ftsagentur CSIRO in Australien begeistert.

So konnte das internatio­nale Team etwa erstmals zeigen, dass das

nicht nur aufgrund einer starken Krümmung der Raumzeit um den Begleiter verzögert wird, sondern auch, „dass das Licht um einen kleinen Winkel von 0,04 Grad abgelenkt wird, den wir nachweisen können“, sagt die Forscherin Ingrid Stairs von der University of British Columbia in Vancouver, die ebenfalls an der Studie beteiligt war. „Nie

zuvor wurde ein solches Experiment bei einer so starken Raumzeitkr­ümmung durchgefüh­rt.“

Für Studienlei­ter Kramer gibt das Experiment den Maßstab vor, wo künftige Tests von Einsteins Theorie ansetzen sollten. „Und vielleicht werden wir eines Tages wirklich eine Abweichung von der allgemeine­n Relativitä­tstheorie finden.“

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Ein Pulsar (links) ist ein schnell rotierende­r Neutronens­tern, der Strahlung aussendet. Rechts ist ein Stern mit Materiesch­eibe zu sehen.

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