10 Entdeckungen, die Einstein Recht geben, und 1 Entdeckung, die ihn widerlegt.

Der legendäre Physiker Albert Einstein war ein Denker seiner Zeit voraus. Geboren am 14. März 1879, kannte Einstein den Zwergplaneten Pluto, den selbst heute noch die modernsten Teleskope beobachten. Er entwickelte die Idee der Raumfahrt – eine Idee, die über 100 Jahre später Wirklichkeit werden sollte.

Trotz der technischen Beschränkungen der damaligen Zeit veröffentlichte Einstein 1915 seine berühmte Relativitätstheorie und traf damit bereits vor mehr als einem Jahrhundert Vorhersagen über die Natur des Universums.

Bilder unzähliger wirbelnder Galaxien aus den ersten Tiefenfeldaufnahmen des James-Webb-Weltraumteleskops und ein Porträt von Albert Einstein.

Nachfolgend finden Sie eine Beobachtung, die beweist, dass Einstein mit seiner Annahme über die Natur des Universums Recht hatte, und eine, die ihn widerlegt.

1. Das erste Bild eines Schwarzen Lochs

Einsteins Relativitätstheorie beschreibt die Gravitation als Folge der Krümmung der Raumzeit. Je schwerer ein Objekt ist, desto stärker krümmt es die Raumzeit, wodurch kleinere Objekte auf es zufallen. Diese Theorie sagt auch die Existenz von Schwarzen Löchern voraus – massereichen Objekten, die die Raumzeit so stark krümmen, dass selbst Licht ihnen nicht entkommen kann.

Als Forscher mit dem Event Horizon Telescope (EHT) das erste Bild eines Schwarzen Lochs aufnahmen, bewiesen sie, dass Einstein in einigen sehr spezifischen Punkten Recht hatte – insbesondere, dass jedes Schwarze Loch einen irreversiblen Punkt besitzt, den sogenannten Ereignishorizont, der nahezu kreisförmig sein muss und dessen Größe anhand der Masse des Schwarzen Lochs vorhergesagt wird. Das bahnbrechende Bild des Schwarzen Lochs, das das EHT lieferte, zeigte, dass diese Vorhersage vollkommen zutraf.

2. Echos von Schwarzen Löchern

Astronomen haben Einsteins Theorien über Schwarze Löcher erneut bestätigt, indem sie eine ungewöhnliche Form von Röntgenstrahlung in der Nähe eines 800 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernten Schwarzen Lochs nachwiesen. Zusätzlich zu der erwarteten Röntgenstrahlung, die von der Vorderseite des Schwarzen Lochs ausgeht, entdeckte das Forschungsteam auch ein leuchtendes Echo dieses vorhergesagten Röntgenlichts.

3. Gravitationswellen

Zwei schwarze Löcher verschmolzen.

Einsteins Relativitätstheorie beschreibt auch gigantische Kräuselungen in der Raumzeit, sogenannte Gravitationswellen. Diese Wellen entstehen durch die Verschmelzung der massereichsten Objekte im Universum, wie etwa Schwarzer Löcher und Neutronensterne.

Mithilfe eines speziellen Detektors namens Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) bestätigten Physiker im Jahr 2015 die Existenz von Gravitationswellen und entdeckten in den folgenden Jahren Dutzende weiterer Beispiele von Gravitationswellen, womit sich Einsteins Theorie einmal mehr bestätigte.

4. Die Partner von Schwarzen Löchern schwanken.

Die Erforschung von Gravitationswellen könnte die Geheimnisse der massereichen, weit entfernten Objekte lüften, die diese Wellen aussenden. Durch die Untersuchung der Gravitationswellen zweier Schwarzer Löcher, die 2022 langsam kollidierten, bestätigten Physiker, dass massereiche Objekte, wie von Einstein vorhergesagt, in ihren Umlaufbahnen oszillieren – oder präzessionieren –, wenn sie sich einander annähern.

5. Der „tanzende“ Spiralstern

Wissenschaftler haben Einsteins Präzessionstheorie erneut in der Praxis beobachtet, nachdem sie 27 Jahre lang einen Stern untersucht hatten, der ein supermassereiches Schwarzes Loch umkreist. Nach zwei vollständigen Umläufen um das Schwarze Loch beschreibt die Umlaufbahn des Sterns vermutlich eine rosettenförmige Bewegung, anstatt sich auf einer festen elliptischen Bahn zu bewegen.

Diese Bewegung bestätigte Einsteins Vorhersagen darüber, wie ein winziges Objekt ein relativ massereiches Objekt umkreisen würde.

6. Ein schrumpfender Neutronenstern

Nicht nur Schwarze Löcher krümmen die Raumzeit um sich herum; auch die extrem dichten Hüllen toter Sterne können das. Im Jahr 2020 untersuchten Physiker, wie ein Neutronenstern einen Weißen Zwerg (zwei Arten von zerfallenden, toten Sternen) in den vorangegangenen 20 Jahren umkreiste, und stellten eine langfristige Drift fest, bei der die beiden Objekte einander umkreisen.

Den Forschern zufolge könnte diese Drift durch einen Effekt namens Traktion verursacht werden. Vereinfacht gesagt, hat der Weiße Zwerg die Raumzeit so weit gedehnt, dass sich die Umlaufbahn des Neutronensterns im Laufe der Zeit leicht verändert hat. Dies bestätigt wiederum Vorhersagen aus Einsteins Relativitätstheorie.

7. Gravitationslinse

Laut Einstein krümmt ein ausreichend großes Objekt die Raumzeit so, dass Licht aus der Ferne, das von hinter dem Objekt ausgeht, (von der Erde aus gesehen) verstärkt wird. Dieser Effekt wird Gravitationslinseneffekt genannt und wird häufig genutzt, um Objekte im tiefen Universum mit einer Art Lupe zu beobachten.

Das erste Tiefenfeldbild des James-Webb-Weltraumteleskops nutzte den Gravitationslinseneffekt eines 4,6 Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxienhaufens, um das Licht von Galaxien, die mehr als 13 Milliarden Lichtjahre entfernt sind, deutlich zu vergrößern.

8. Einsteins Halo

Einsteins Heiligenschein.

Eine bestimmte Art von Gravitationslinse ist so auffällig, dass Physiker sie „Einstein-Halo“ genannt haben. Wenn Licht von einem entfernten Objekt zu einem perfekten Halo um ein massereiches Objekt davor verstärkt wird, bezeichnen Wissenschaftler dies als „Einstein-Halo“. Diese beeindruckenden Objekte existieren überall im Weltraum und wurden von Astronomen fotografiert.

9. Das Universum verändert sich.

Wenn sich Licht durch das Universum ausbreitet, verändert sich seine Wellenlänge und es wird auf verschiedene Weise gedehnt, was als Rotverschiebung bekannt ist. Die bekannteste Art der Rotverschiebung ist auf die Expansion des Universums zurückzuführen. (Einstein schlug eine Zahl namens kosmologische Konstante vor, um diese scheinbare Expansion in anderen seiner Gleichungen zu berücksichtigen.)

Einstein sagte jedoch auch eine Art „gravitative Rotverschiebung“ voraus, die auftritt, wenn Licht auf seinem Weg aus einer durch massereiche Objekte wie Galaxien erzeugten Raumzeitverengung Energie verliert. Im Jahr 2011 zeigte eine Studie des Lichts von Hunderttausenden entfernten Galaxien, dass die „gravitative Rotverschiebung“ tatsächlich existiert, wie Einstein vermutet hatte.

10. Die Atome unterliegen der Quantenverschränkung.

Es scheint, dass Einsteins Theorien auch im Quantenbereich Gültigkeit besitzen. Die Relativitätstheorie besagt, dass die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum konstant ist, was bedeutet, dass der Raum aus jeder Richtung gleich erscheinen würde.

Im Jahr 2015 wiesen Forscher nach, dass dieser Effekt selbst im kleinsten Maßstab gilt, indem sie die Energie zweier Elektronen maßen, die sich in unterschiedliche Richtungen um einen Atomkern bewegten. Die Energiedifferenz zwischen den Elektronen blieb konstant, unabhängig von ihrer Bewegungsrichtung, was diesen Teil von Einsteins Theorie bestätigte.

11. Falsch in Bezug auf das Phänomen der Quantenverschränkung.

Bei einem Phänomen namens Quantenverschränkung scheinen miteinander verbundene Teilchen in der Lage zu sein, über gewaltige Entfernungen schneller als mit Lichtgeschwindigkeit miteinander zu kommunizieren und erst nach ihrer Messung einen Zustand einzunehmen, in dem sie sich befinden wollen.

Einstein verabscheute dieses Phänomen, verspottete es als „Geistererscheinungen auf große Entfernungen“ und betonte, dass sich kein Einfluss schneller als das Licht ausbreiten könne und dass Objekte Zustände des Seins hätten, unabhängig davon, ob wir sie messen oder nicht.

In einem globalen Experiment, bei dem Millionen von Partikeln rund um den Globus vermessen wurden, stellten Forscher jedoch fest, dass die Partikel ihren Zustand offenbar in dem Moment wählen, in dem sie gemessen werden.

(Quelle: tienphong.vn)

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Quelle: https://vtc.vn/10-kham-pha-chung-minh-einstein-dung-va-1-kham-pha-chung-minh-ong-sai-ar749126.html