Seit ihrer Formulierung im Jahr 1915 hat die Allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein, die die Schwerkraft als einen Effekt der Krümmung von Raum und Zeit beschreibt, eine breite experimentelle Bestätigung erfahren. Diese Theorie hat erfolgreich Phänomene wie Schwarze Löcher und Gravitationswellen vorhergesagt.
Links: Beobachtung des Schwarzen Lochs M87* in polarisiertem Licht.
Rechts: Eine Simulation eines Schwarzen Lochs, erstellt unter Verwendung der Allgemeinen Relativitätstheorie.
Kredit: EHT-Kollaboration
Jedoch deuten Forscher der Universität von Waterloo darauf hin, dass auf kosmischen Skalen, die Entfernungen in Milliarden Lichtjahren umfassen, diese Theorie Mängel aufweisen könnte. Sie beschreiben das Phänomen als einen "kosmischen Fehler", eine Anomalie, bei der die Schwerkraft etwa 1% schwächer zu sein scheint, als die Theorie vorhersagt. Diese Erkenntnis ebnet den Weg für eine mögliche Revision der Theorie, um diese Beobachtungen einzubeziehen.
Die Wissenschaftler schlagen vor, das Standardmodell der Kosmologie anzupassen, einschließlich einer Änderung der Gravitationskonstante, um diese Inkonsistenzen zu lösen, ohne die Erfolge der allgemeinen Relativitätstheorie in anderen Bereichen in Frage zu stellen. Dieser Ansatz deutet auf eine Erweiterung der Theorie hin, ohne sie jedoch zu verwerfen.
Dieser Bedarf an einer Revision ist nicht ohne Präzedenzfall. Einstein selbst musste seine Theorie kurz nach ihrer ersten Formulierung anpassen, indem er die sogenannte "kosmologische Konstante" hinzufügte, um ein statisches Universum vorherzusagen, eine damals beliebte Hypothese. Nachdem sie entfernt wurde, wurde diese Konstante später neu bewertet und wieder eingeführt, um die beschleunigte Expansion des Universums zu erklären, die Ende des 20. Jahrhunderts entdeckt wurde.
Zukünftige Beobachtungen der großräumigen Struktur des Universums und des kosmischen Mikrowellenhintergrunds könnten diese Theorie des "kosmischen Fehlers" bestätigen. Dieser Fortschritt stellt einen bedeutenden Schritt in unserem Verständnis des Universums dar und deutet möglicherweise darauf hin, dass selbst in den grundlegendsten Bereichen der Physik Anpassungen erforderlich sind, um Theorie und Beobachtung in Einklang zu bringen.
Quelle: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics