Einstein auf dem Prüfstand - Neue Präzisionstests bestätigen erneut die Allgemeine Relativitätstheorie

Abstract

Immer bessere Messverfahren ermöglichen es, die Allgemeine Relativitätstheorie immer genaueren Tests zu unterziehen: Präzisionsinstrumente kommen für praktische Messungen zum Einsatz, die nur im Rahmen einer gesicherten Theorie korrekt und konsis­tent interpretierbar sind. Daher gehen präzisere praktische Anwendungen oft mit besseren Grund­lagentests Hand in Hand. Dieser Artikel beleuchtet verbesserte Tests der Grundlagen wie auch der Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie. Hochgenaue Messungen von Ort, Zeit und Gravita­tion finden in Geodäsie, Metrologie, Positionierungssystemen wie Galileo und in der Astronomie statt. Zum Einsatz kommen dabei etwa Gravimeter, Gradio­meter, Uhren, Laserinterferometer, Lunar Laser Ranging oder Very Long Baseline Interferometry. Diese präzisen Messverfahren setzen nicht nur auf ausgefeilte Technologien, sondern basieren auf den Grundprinzipien der Speziellen und Allgemeinen Relativitätstheorie (SRT, ART) sowie der Quantenmechanik. Die Gültigkeit dieser Theorien bildet die Basis für unser Verständnis der physikalischen Welt. Eine winzige Änderung dieser fundamentalen Gesetzmäßigkeiten würde die Physik dramatisch beeinflussen und sämtliche Messverfahren und Definitionen, einschließlich des neuen Internationalen Einheitensystems (SI), infrage stellen. Daher ist es von größter Bedeutung, dass Teilchen, Uhren, Lichtstrahlen und andere Objekte sich im Gravitationsfeld genau so verhalten, wie es die SRT, ART und die Quantenmechanik vorhersagen. Diese Notwendigkeit treibt uns dazu an, die Gesetze dieser Theorien immer wieder aufs Neue zu überprüfen. In letzter Zeit sind einige bemerkenswerte Fortschritte bei Tests der ART gelungen, um die es in diesem Artikel gehen soll (siehe auch [1]). Diese Fortschritte basieren auf immer präziseren Instrumenten, neuen logistischen Möglichkeiten, aber auch auf der Nutzung der Weltraumumgebung. (...)