CASSINI
Relativitätstheorie erneut auf der Probe
von Hans Zekl
für astronews.com
14. Oktober 2003

Mit Hilfe der NASA-Sonde Cassini, die sich gegenwärtig auf dem Weg zum Planeten Saturn befindet, konnten italienische Wissenschaftler Einsteins Relativitätstheorie mit 50-fach besserer Genauigkeit als in früheren Experimenten bestätigen. Die Forscher ermittelten, wie stark Radiosignale der Sonde durch die Schwerkraft der Sonne abgelenkt werden.

Cassini-Experiment zur Relativitätstheorie. Bild: JPL/NASA

Nach Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie ist der Raum in der Nähe großer Massen gekrümmt. Da das Licht dieser Krümmung folgt, sollten Sterne, die sich - vom Beobachter aus gesehen - etwa in der Nähe des Sonnenrands befinden, eine geringe Positionsverschiebung erfahren. Eine erste Bestätigung dieses Effekts gelang dem englischen Physiker Sir Arthur Eddington während einer totalen Sonnenfinsternis im Jahr 1919.

Im Sommer 2002 beobachtete eine italienische Gruppe um Dr. Bruno Bertotti von der Universität Pavia die Radiosignale der Cassini-Sonde, als sie sich in einer Entfernung von einer Milliarde Kilometern auf der - von uns aus gesehen - anderen Seite der Sonne befand. Dazu sendeten sie Signale von der Bodenstation in Kalifornien zum Satelliten, die dieser wieder zurückschickte und maßen präzise deren Laufzeit. Was Einsteins Theorie vorhersagte, trat ein: Durch die Raumkrümmung in der Nähe der Sonne verlängerte sich für die Radiosignale der Weg und damit ihre Laufzeit.

"Die wissenschaftliche Bedeutung des Ergebnisses liegt in der wichtigen Bestätigung der allgemeinen Relativitätstheorie und in der noch nie erreichten Genauigkeit der Übereinstimmung mit Einsteins Vorhersagen", erklärt Sami Asmar, Manager der Radio Science Group. "Die technologische Bedeutung des Experiments besteht darin, die rauen Bedingungen der Sonnenumgebung mit Radioverbindungen zu durchdringen." Frühere Experimente hatten Einsteins Theorie jeweils bis auf drei Stellen hinter dem Komma bestätigt. Mit den neuen Ergebnissen konnte die Genauigkeit nun auf nahezu fünf Nachkommastellen verbessert werden.

Obwohl einige kosmologische Modelle Abweichungen von der allgemeinen Relativitätstheorie vorhersagen, wurden in diesem Experiment keine gefunden. Dabei geht es den Forschern nicht darum zu beweisen, dass die Relativitätstheorie richtig oder falsch ist, sondern sie wollen ermitteln, bei welcher Genauigkeit sie aufhört, die Schwerkraft auf realistische Weise zu beschreiben.