Einsteins kosmologische Konstante


Abb. 1: Die Erde verformt den Raum lokal. Andere Massen werden damit vom geraden Weg abgelenkt. Bild: TP
Vor hundert Jahren veröffentlichte Albert Einstein seine fundamental neue Gravitationstheorie allerdings unter der Bezeichnung „Allgemeine Relativitätstheorie“. Das Neue dieser Theorie im Vergleich mit Newton war, dass die Bewegung von sich anziehenden Massen als ungestörte Inertialbewegung im gekrümmten Raum beschrieben werden konnte.

Raúl Rojas | TELEPOLIS

Die übliche Visualisierung der einsteinschen Theorie ist in Abb. 1 wiedergegeben. Das Raumzeitgewebe um die Erde krümmt sich durch die Gravitation, so dass z.B. ein Ball, welcher anfänglich in diesem Gravitationsfeld geradeaus „abrollt“, sofort abgelenkt wird. Statt wie bei Newton eine Fernwirkung zwischen Massen zu postulieren, wird gegenseitige Anziehung als ungestörte Bewegung in einem lokalen Raum verstanden, der jetzt einer gewissen Krümmung unterliegt. Beispielsweise beugen sich Lichtstrahlen, die keine Ruhemasse besitzen, der Krümmung des Raumes folgend. Das ist in der klassischen Theorie nicht so ohne Weiteres verständlich.

Allerdings war Einstein über die kosmologischen Konsequenzen der neuen Theorie besorgt. Es reiche nicht, wenn man erklären könne, wie Raum und Zeit sich in der Umgebung von Himmelskörpern verhalten. Man müsse auch an die Unendlichkeit des Raumes denken und sich die Grenzbedingungen vorstellen. Eine Welt, in der nur die Anziehung der Gravitation am Werk ist, kann nicht statisch sein und läuft Gefahr in sich zu kollabieren. Einstein dachte jedoch, das Universum bestünde seit ewigen Zeiten und würde für immer existieren.

Im Jahr 1917 veröffentlichte Einstein die Arbeit „Kosmologische Betrachtungen zur allgemeinen Relativitätstheorie“. Dort bespricht er zunächst die Newtonsche Theorie, um dann zur eigenen überzugehen. Wir können hier die Einstein-Gleichung nicht im Detail begründen, aber für unsere Zwecke reicht es zu wissen, dass diese die Form hat:

Geometrie der Raum-Zeit = Verteilung von Energie und Materie

Der Physiker John Wheeler hat die Einstein-Gleichung so beschrieben: „Der Raum sagt der Materie, wie diese sich zu bewegen hat, die Materie sagt dem Raum, wie sich dieser zu krümmen hat.“ Raum und Zeit sollte man also nicht von Materie und Energie getrennt denken.

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