Die Schwerkraft wird bis auf eine Skala getestet, die kleiner ist als die Dicke eines menschlichen Haares
Die Schwerkraft war die erste Naturkraft, die erkannt wurde, und in den Jahrhunderten, seit wir den Code dieser alles durchdringenden Anziehungskraft zum ersten Mal geknackt haben, haben Wissenschaftler immer wieder clevere Methoden gefunden, um unser Verständnis zu testen. Und es überrascht nicht, warum: Die Entdeckung einer neuen Falte in der Gravitationskraft könnte Perspektiven auf eine neue Physik und vielleicht sogar auf die Natur der Realität selbst eröffnen.
Einer der grundlegendsten Aspekte der Schwerkraft ist die Art und Weise, wie sie mit der Entfernung auf ganz bestimmte Weise abschwächt. Bei jeder Verdopplung des Abstands nimmt die Gravitationskraft um ein Viertel ab. Vervierfachen Sie die Entfernung, und die Stärke der Gravitationswechselwirkung beträgt nur noch ein Sechzehntel der vorherigen.
Dies ist als 1/r^2-Eigenschaft bekannt (das „r“ misst den Abstand in Formeln zur Schwerkraft) und war eines der ersten Dinge, die Wissenschaftler über die Schwerkraft herleiteten – noch bevor wir sie als universelles Naturgesetz vollständig verstanden haben.
Dieses Verhalten ist nicht auf allen Skalen ganz genau. In der Nähe eines massiven Objekts wie der Sonne oder eines Schwarzen Lochs gehorcht die Gravitation nicht genau der 1/r^2-Regel; es ist anders, nur ein kleines bisschen. Dieser Unterschied ist in unserem Sonnensystem nicht wirklich wahrnehmbar, mit Ausnahme von Merkur. Diese Diskrepanz führte schließlich zur Entwicklung von Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie – ein Durchbruch in unserem Verständnis der Realität.
Aber außerhalb extremer Gravitationsumgebungen sollte die Gravitation immer noch 1/r^2 betragen, und soweit wir das beurteilen können, ist dies der Fall.
Wissenschaftler sind jedoch äußerst interessiert an den Machenschaften der Schwerkraft auf kleinstem Maßstab. Dort könnten uns Abweichungen von den bekannten Gesetzen sagen, wie sich das Universum auf sub-sub-subatomaren Skalen verhält.
Wenn unser Universum beispielsweise zusätzliche räumliche Dimensionen (ein Schlüsselmerkmal der Stringtheorie) hat, die klein und auf sich selbst gewellt sind, könnte dies die Schwerkraft beeinflussen. Wir konnten nicht hoffen, den tatsächlichen Maßstab dieser Dimensionen zu untersuchen, aber sie könnten einen Welleneffekt auf etwas haben, das wir tatsächlich messen können.
Und so entwickeln Wissenschaftler clevere Apparate, um die Schwerkraft im winzigen Maßstab zu messen, wie zum Beispiel die neueste Sonde, die von Forschern der University of Washington entwickelt wurde . Sie verwendeten zwei schwere, rotierende Platten mit in bestimmten Abständen ausgeschnittenen Kerben. Durch schnelles Zusammendrehen der Scheiben konnten die Physiker den Gravitationseinfluss einer Scheibe auf die andere messen.
Das Ergebnis? Die Schwerkraft gehorcht 1/r^2 bis auf eine Skala von mindestens 50 Mikrometern – das ist die Breite eines menschlichen Haares.