Frage:

Wodurch entsteht Schwerkraft?

Antwort:

Die Schwerkraft oder Graviationskraft, also die Anziehungskraft zweier massiger Körper, rührt von der Krümmung des Raums her. Ein anschauliches Beispiel für einen krummen Raum, der Einfachheit halber nur in zwei Dimensionen, ist die Oberfläche einer Kugel: Zeichnet man auf einem Globus ein Dreieck, von dem ein Punkt auf dem Nordpol liegt und die beiden anderen auf dem Äquator (die Kanten müssen jeweils die kürzesten Verbindungen zwischen zwei Punkten sein), so sieht man sofort, dass an jeder Ecke ein 90-Grad-Winkel auftritt; die Winkelsumme kann also nicht 180 Grad sein, wie das in der Ebene der Fall ist. Dies ist eine direkte Folge der Krümmung der Oberfläche. Nimmt man dagegen ein Blatt Papier und zeichnet ein Dreieck darauf, so wird dies immer eine Winkelsumme von 180 Grad besitzen, wie auch immer man das Papier anschließend biegt. Ein gebogenes Papier ist in diesem Sinne also ein nicht gekrümmter („flacher“, oder Euklidischer) zweidimensionaler Raum.

Einstein hat gezeigt, dass der Raum durch Energie gekrümmt wird. Die größten Energiedichten sind aber gerade dort, wo Massen sind (E = mc2!), also z. B. Sterne. Wenn wir jetzt auf unser Blatt Papier einen Stern malen, d. h. eine kleine Scheibe, so muss der Raum dort gekrümmt sein, überall sonst aber flach. Was entsteht, ist eine Art Chinesenhut: bei dem Stern ist eine abgerundete Spitze (ein Stück von obigem Globus) und drumherum eine Kegelfläche. Wenn man jetzt noch zwei Lichtstrahlen (die im flachen Raum immer gerade fliegen!) auf dem Kegel einzeichnet, die von einem Punkt weit weg vom Stern ausgehend knapp links bzw. knapp rechts an ihm vorbeifliegen, so sieht man, dass sie hinter dem Stern wieder zusammenlaufen: sie wurden vom Gravitationsfeld des Sterns abgelenkt! Das ist genau das, was man unter einer Gravitationslinse versteht.

Und was mit Licht geht, das geht auch mit massiven Körpern; nur muss man dann mit in Betracht ziehen, dass der Raum nicht zweidimensional ist, sondern ein vierdimensionales Etwas, das Raum und Zeit in (fast) gleichberechtigter Weise vereint. Ein Stein, den man hochwirft und der wieder herunterfällt, bewegt sich vollkommen geradlinig in diesem vierdimensionalen Raum. Weil aber der Raum wegen der nahen Erdmasse nicht flach ist, führt die ‚gerade’ Linie wieder zur Erde zurück, so wie die ‚geraden’ Lichtstrahlen auf dem Chinesenhut sich hinter dem Stern (der Spitze des Huts) wieder schneiden.

Zur Redakteursansicht