13.08.2002 - Physik
Lichtgeschwindigkeit war bei der Geburt des Kosmos größer als heute, sagen australische Forscher
Theorie muss noch durch experimentelle Untersuchungen an Schwarzen Löchern bestätigt werden
Die Lichtgeschwindigkeit – nach der speziellen Relativitätstheorie Einsteins eine Naturkonstante – könnte sich im Laufe der Entwicklung des Alls verlangsamt haben. Diese These stellen australische Forscher der Macquarie Universität in Sydney auf und berichten darüber in dem Fachblatt Nature (Band 418, Seite 602). Ihre Argumentation beruht auf den speziellen energetischen Eigenschaften Schwarzer Löcher.
Die Arbeit der Gruppe um Paul Davies geht aus der seit längerem diskutierten These hervor, dass sich die Feinstrukturkonstante, die die Stärke der elektromagnetischen Wechselwirkung bestimmt, im Laufe der Kosmosentwicklung vergrößert hat (bdw berichtete im Newsticker). Die Feinstrukturkonstante selbst ist aus drei "fundamentalen" Naturkonstanten zusammengesetzt: der Elektronenladung, der Lichtgeschwindigkeit, sowie dem so genannten Planckschen Wirkungsquantum, einer der Grundgrößen der Quantenmechanik.
Obwohl die früheren Arbeiten die Frage, welche der drei Fundamentalkonstanten nun im Laufe der Zeit ihren Wert geändert hat, ungeklärt ließen, hat die Populärpresse bereits von Anfang an die Lichtgeschwindigkeit ausgewählt. Diese hat schließlich ihren eigenen Charme. Die Aussagen der speziellen Relativitätstheorie Einsteins, die Entwicklung des Kosmos, Raumreisen mit Überlichtgeschwindigkeit – alle unsere Erkenntnisse in diesen Gebieten hängen an der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit.
Davies stellt nun diese populäre Behauptung auf eine solidere Grundlage. In einer Theoriearbeit des in der Umgebung Schwarzer Löcher stattfindenden Energieaustauschs kommt seine Gruppe zu dem Schluss, dass die Elektronenladung zeitlich konstant sein muss, um keine Verletzung des Zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik zu verursachen. Demnach muss sich die Lichtgeschwindigkeit im Laufe der Zeit verlangsamt haben, um das Anwachsen der Feinstrukturkonstante zu erklären.
Die Forscher gestehen ein, dass ihre Arbeit erst noch durch experimentelle Untersuchungen an Schwarzen Löchern bestätigt werden muss. Sie glauben allerdings, einen nicht unerheblichen Beitrag zu der Lösung des Rätsels der Feinstrukturkonstanten beigetragen zu haben.
Stefan Maier Lichtgeschwindigkeit
Obwohl die früheren Arbeiten die Frage, welche der drei Fundamentalkonstanten nun im Laufe der Zeit ihren Wert geändert hat, ungeklärt ließen, hat die Populärpresse bereits von Anfang an die Lichtgeschwindigkeit ausgewählt. Diese hat schließlich ihren eigenen Charme. Die Aussagen der speziellen Relativitätstheorie Einsteins, die Entwicklung des Kosmos, Raumreisen mit Überlichtgeschwindigkeit – alle unsere Erkenntnisse in diesen Gebieten hängen an der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit.
Davies stellt nun diese populäre Behauptung auf eine solidere Grundlage. In einer Theoriearbeit des in der Umgebung Schwarzer Löcher stattfindenden Energieaustauschs kommt seine Gruppe zu dem Schluss, dass die Elektronenladung zeitlich konstant sein muss, um keine Verletzung des Zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik zu verursachen. Demnach muss sich die Lichtgeschwindigkeit im Laufe der Zeit verlangsamt haben, um das Anwachsen der Feinstrukturkonstante zu erklären.
Die Forscher gestehen ein, dass ihre Arbeit erst noch durch experimentelle Untersuchungen an Schwarzen Löchern bestätigt werden muss. Sie glauben allerdings, einen nicht unerheblichen Beitrag zu der Lösung des Rätsels der Feinstrukturkonstanten beigetragen zu haben.
Stefan Maier Lichtgeschwindigkeit