Der gravitomagnetische Effekt
wird er nachgewiesen werden?
- August 2005
Frédéric Henry-Couannier hat nun eine Internetseite, auf der er seine Arbeiten vorstellt und erklärt:
http://toronto.dess-res.univ-mrs.fr/sitefred
Quellen:
und
Die NASA-Sonde Gravity Probe B hat ihr erstes Jahr im Weltraum abgeschlossen
Beginnen Sie damit, sich die Aufnahme der Startphase anzusehen. Ich schwöre Ihnen, man fühlt sich dort wirklich wie vor Ort:
http://www.gravityprobeb.com/movies/launch01.mov
Die Allgemeine Relativitätstheorie weist eine recht besondere Eigenschaft auf, die sich beispielsweise in der „Kerr-Metrik“ erkennen lässt, die zur Beschreibung rotierender massereicher Objekte verwendet wird. Wenn ein Objekt eine sehr große Masse besitzt, tritt ein Phänomen auf, das „Frame-Dragging“ genannt wird, wörtlich „Mitführung des Koordinatensystems“. Was bedeutet das? Stellen Sie sich ein System aus zwei Massen vor, die durch eine Feder verbunden sind. Diese Feder kann auf zwei Arten gedehnt werden:
-
Durch Drehen des Systems. Dann zeigt sich die Zentrifugalkraft.
-
Durch „Drehen des Raums“.
Es stellt sich heraus, dass Menschen diese Fragen bereits vor der Entstehung der Allgemeinen Relativitätstheorie gestellt haben. Newton ging zunächst von der Existenz eines absoluten Raums aus, der unabhängig von jeglichem Inhalt ist. Das ist seine berühmte Pendelversuch (beschrieben in meiner Comic-Reihe „Cosmic Story“).
Später schlug der Philosoph Mach (1883) vor, dass der Raum (das „Inertialsystem“, bezüglich dessen die Bewegung des Wassers betrachtet werden muss, um die beobachteten Effekte zu erklären) lokal durch seinen Materieinhalt bestimmt sei (im Gegensatz zu Newtons Vorstellung). Mach behauptete, dass, wenn man ein System aus zwei durch eine Feder verbundenen Massen in eine sehr massive Hülle einschließen und diese schnell rotieren lassen würde, eine „Zentrifugalkraft“ auftreten würde, nicht weil man die Massen dreht, sondern weil man den Raum, in dem sie eingebettet sind, dreht. 1896 ermunterte er die Brüder Friedländer, diese Experimente durchzuführen, die jedoch kein überzeugendes Ergebnis lieferten.
Heute setzen Experimentatoren diese Frage erneut auf die Tagesordnung: Wie steht der Raum im Zusammenhang mit Materie? Betrachten wir eine unterkritische Neutronenstern (also ein Objekt mit einer Masse unter 2,5 Sonnenmassen), das wir beobachten (die sogenannten „Pulsare“). In seiner unmittelbaren Umgebung kann der Raum-Zeit-Struktur durch die „Kerr-Metrik“ beschrieben werden, ebenso wie die „Schwarzschild-Metrik“ die Raum-Zeit um ein nicht rotierendes Objekt beschreibt. Die Analyse dieser Lösung der Einstein-Gleichung, die Kerr-Metrik, führt zu recht ungewöhnlichen Ergebnissen. Zum Beispiel: Wenn man eine kreisförmige Bahn um das Objekt betrachtet, die dieselbe Rotationsachse wie das Objekt hat, hat das Licht nicht dieselbe Geschwindigkeit, je nachdem, ob man die Drehung des Objekts mitmacht oder im Gegenzug bewegt! Auch hier scheint es, als würde das Objekt die Raum-Zeit mit sich ziehen. Dieses Phänomen wurde „Frame-Dragging“ genannt.
Was für einen Neutronenstern gilt, sollte nach der Allgemeinen Relativitätstheorie für jede rotierende Masse gelten, auch für die Erde selbst – mit dem Unterschied, dass die Effekte dabei extrem klein sind. Bisher war es unmöglich, sie zu messen. Doch seit Kurzem wurde ein Verfahren gefunden, diese Effekte nachzuweisen, und dies war der Grund für die Inbetriebnahme der Sonde „Gravity Probe B“. Diese Phänomene werden als „gravitomagnetisch“ bezeichnet, was einer einfachen Analogie entspricht: Eine bewegte elektrische Ladung erzeugt einen magnetischen Effekt (ein Magnetfeld). In der Allgemeinen Relativitätstheorie wurde beschlossen, dass eine bewegte Masse einen gravitomagnetischen Effekt erzeugen müsse (was sich in einer Veränderung des Gravitationsfeldes äußert).
Die von der NASA mit Unterstützung der Stanford-Universität durchgeführte Messung erreicht die erforderliche Präzision, um die von der Allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagten Effekte nachzuweisen. Diese würden sich in einer winzigen Änderung der Rotationsachse von Gyroskopen zeigen, die in einer polaren Umlaufbahn in 720 km Höhe um die Erde kreisen. Das Experiment soll zeigen, wie die Anwesenheit der Erde und ihre Rotation den Raum-Zeit-Struktur beeinflussen und verformen (im Artikel des Webangebots: „drag“ = mitführen, „warp“ = verformen).
Weitere Vorhersagen.
Frédéric Henry-Couannier ist Dozent an der Universität der Mittelmeerküste. Seit einem Jahr hat er folgende Veröffentlichungen vorgelegt:
Veröffentlichung in einer Fachzeitschrift mit Begutachtung:
International Journal of Modern Physics A [Teilchen und Felder; Gravitation; Kosmologie; Kernphysik], Band 20, Nr. 11 (2005) 2341–2345
Präsentationen auf internationalen Kongressen:
Sechster Alexander Friedmann International Seminar on Gravitation and Cosmology, 28. Juni – 3. Juli 2004, Cargèse
Henry-Couannier Frédéric
Negative Energien in QFT und GR, die dunkle Seite der Gravitation
- Rencontres du Vietnam Particle Physics and Astrophysics, Hanoi, 5. bis 11. August
Henry-Couannier Frédéric
Negative Energien in QFT und GR, die dunkle Seite der Gravitation
GdR SUSY, Juli 2004, Clermont-Ferrand
Henry-Couannier Frédéric
Negative Energien in QFT und GR, die dunkle Seite der Gravitation
Albert-Einstein-Jahr-Konferenz, 18. bis 22. Juli 2005, Paris
Diskrete Symmetrien und GR, die dunkle Seite der Gravitation
XVIII spanische Relativitätstagung „Ein Jahrhundert Relativitätstheorie“, 6. bis 10. September 2005, Oviedo, Spanien
Diskrete Symmetrien und GR, die dunkle Seite der Gravitation
Vorabdrucke auf arXiv:
gr-qc/0410055: „Diskrete Symmetrien und die allgemeine Relativitätstheorie: die dunkle Seite der Gravitation“
gr-qc/0404110: „Negative Energien und Zeitumkehr in der Quantenfeldtheorie und der allgemeinen Relativitätstheorie: die dunkle Seite der Gravitation“
gr-qc/0507065: „Negative Energien und eine ständig beschleunigende flache Universum“
Die von Frédéric Henry-Couannier veröffentlichten Artikel eröffnen zahlreiche Perspektiven. In dem Artikel, der rot hervorgehoben ist, finden sich Vorhersagen, die sich auf die Messungen der Sonde Gravity Probe B beziehen, deren Analyse noch läuft (die Veröffentlichung der Ergebnisse der seit einem Jahr durchgeführten Beobachtungen ist grundsätzlich unmittelbar bevorstehend). Diese Vorhersagen unterscheiden sich erheblich von denjenigen, die aus der Allgemeinen Relativitätstheorie folgen.
Es gibt ein grundlegendes Prinzip der Allgemeinen Relativitätstheorie, das als unantastbar gilt: das Äquivalenzprinzip. Es besagt, dass es kein bevorzugtes Bezugssystem gibt. Anders ausgedrückt: Die Gesetze der Physik haben in allen Bezugssystemen die gleiche Form. Was ist ein „Bezugssystem“? Es ist ein System zur Orts- und Zeitangabe, das einem bestimmten Beobachter zugeordnet ist. Das Äquivalenzprinzip geht davon aus, dass es keinen bevorzugten Beobachter gibt. Frédéric Henry-Couannier jedoch bestreitet dieses Fundament der Physik, was darauf hinausläuft, dass es einen „absoluten Raum“ geben könnte (früher „Äther“ genannt). Das bedeutet, dass man Newton Recht geben würde – gegen Einstein – und Effekte vorhersagen würde, die vom Bewegungszustand der Objekte gegenüber diesem absoluten Raum abhängen.
Welcher könnte dieser „absolute Raum“ sein, der dann „der Raum der Kosmologie“ wäre? (Der „Cosmotop“, der Ort, an dem das Universum existiert, würde Tirésias sagen.) Im Universum existiert jedoch kein absoluter Leerraum...