Home  |  Nachrichten  | Frag astronews.com  | Bild des Tages  |  Kalender  | Glossar  |  Links  | Forum  | Über uns    
astronews.com  
Nachrichten

astronews.com
astronews.com

Der deutschsprachige Onlinedienst für Astronomie, Astrophysik und Raumfahrt

Home  : Nachrichten : Forschung : Artikel [ Druckansicht ]

 
SCHWARZE LÖCHER
Von der Relativitätstheorie zu den Strings
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Technischen Universität Wien
astronews.com
14. August 2013

Theoretische Physiker rechnen längst nicht nur mehr mit drei Raumdimensionen. Bei der Untersuchung von Schwarzen Löchern mit unendlich vielen Dimensionen stießen sie jetzt auf eine verblüffende Verbindung zwischen Relativitätstheorie und Stringtheorie. Sie hoffen nun auf ganz neue Erkenntnisse über bestimmte Schwarze Löcher und deren Umgebung.

Schwarzes Loch
 
Bei der theoretischen Untersuchung von Schwarzen Löchern machten Physiker jetzt eine verblüffende Entdeckung. Bild: TU Wien, Ute Kraus, Axel Mellinger

Um in der Physik möglichst exakte Ergebnisse zu bekommen, geht man oft von einem einfachen Fall aus und fügt dann kleinere zusätzliche Störungen mit ins Modell ein: Die Bewegung der Erde um die Sonne lässt sich grob berechnen, indem man zuerst alle anderen Himmelskörper ignoriert und anschließend die Störungen durch die großen Planeten hinzufügt. In der Teilchenphysik berechnet man die Wechselwirkung von wenigen Teilchen und bezieht erst dann weitere Teilchen-Interaktionen als kleine Störung mit ein.

Statt der Anzahl von Himmelskörpern oder Teilchen-Interaktionen kann man auch die Anzahl der Raumdimensionen als Störungs-Größe annehmen. Dort funktioniert das allerdings umgekehrt: Man geht nicht von einer möglichst kleinen Anzahl aus sondern nimmt zunächst unendlich viele Raumdimensionen an. Von diesem Extremfall ausgehend, kann man sich dann mathematisch wieder einem realistischeren Fall - etwa mit unseren wohlbekannten drei Raumdimensionen - annähern.

Gemeinsam mit Kollegen aus Spanien untersuchte Daniel Grumiller vom Institut für Theoretische Physik der Technischen Universität Wien die Physik Schwarzer Löcher und verwendete dabei den Trick einer unendlichen Dimensionsanzahl. Allerdings hielt die unendlich-dimensionale Relativitätstheorie eine Überraschung bereit: "Wenn wir damit den Raum in der Nähe eines Schwarzen Loches beschreiben, dann ergibt sich aus den Gleichungen plötzlich eine zweidimensionale Stringtheorie - obwohl wir nirgendwo Strings in unsere Rechnungen eingefügt haben", erklärt Grumiller.

Werbung

Dieser Zusammenhang erinnert die sogenannte "AdS-CFT-Korrespondenz": Diese 1997 aufgestellte Vermutung besagt, dass sich ganz unterschiedliche Theorien (Quanten-Gravitationstheorien und Quantenfeldtheorien) in bestimmten Grenzfällen aufeinander abbilden lassen - vorausgesetzt man nimmt jeweils die passende Anzahl von Raumdimensionen an. Warum es solche Querverbindungen zwischen scheinbar ganz unterschiedlichen Bereichen der Physik gibt, ist bis heute nicht ganz verstanden.

Dass die unendlichdimensionale Relativitätstheorie gerade auf eine zweidimensionale Stringtheorie führt, ist für Daniel Grumiller ganz besonders erfreulich: Seine Forschergruppe in Wien beschäftigt sich nämlich schon seit vielen Jahren mit zweidimensionalen Quanten-Gravitationstheorien. "Unsere bereits bestehenden Ergebnisse aus der zweidimensionalen Stringtheorie können wir nun aufgrund dieses neuentdeckten Zusammenhangs verwenden, um Aussagen über Schwarze Löcher abzuleiten", hofft Grumiller.

Solche zweidimensionalen Theorien sind besonders dort interessant, wo der Raum als kugelsymmetrisch angenommen werden kann - etwa rund um ein nichtrotierendes Schwarzes Loch. Um diese physikalische Situation zu beschreiben, benötigt man nur zwei Dimensionen: Den räumlichen Abstand vom Zentrum des Schwarzen Lochs und die Zeit.

Für seine bisherigen Forschungen im Grenzgebiet zwischen Gravitations- und Quantentheorien erhielt Grumiller den Förderungspreis für Wissenschaft der Stadt Wien. Er wird einmal jährlich an Personen vergeben, die bereits ein hervorragendes Gesamtwerk vorweisen können, das 40. Lebensjahr allerdings noch nicht vollendet haben. Über seine aktuellen Forschungen berichtet der Physiker in einem Fachartikel in der Zeitschrift Physical Review Letters.

Forum
Von der Relativitätstheorie zu den Strings. Diskutieren Sie mit anderen Lesern im astronews.com Forum.
siehe auch
Teilchenphysik: Bosenova um ein Schwarzes Loch? - 21. Juni 2012
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
Technische Universität Wien
In sozialen Netzwerken empfehlen
 
 
Werbung
Werbung
astronews.com 
Nachrichten Forschung | Raumfahrt | Sonnensystem | Teleskope | Amateurastronomie
Übersicht | Alle Schlagzeilen des Monats | Missionen | Archiv
Weitere Angebote Frag astronews.com | Forum | Bild des Tages | Newsletter
Kalender Sternenhimmel | Startrampe | Fernsehsendungen | Veranstaltungen
Nachschlagen AstroGlossar | AstroLinks
Info RSS-Feeds | Soziale Netzwerke | astronews.com ist mir was wert | Werbung | Kontakt | Suche
Impressum | Nutzungsbedingungen | Datenschutzerklärung
     ^ Copyright Stefan Deiters und/oder Lieferanten 1999-2017. Alle Rechte vorbehalten.  W3C

© astronews.com / Stefan Deiters und/oder Lieferanten 1999 - 2017
Alle Rechte vorbehalten. Vervielfältigung nur mit Genehmigung.


URL dieser Seite: http://astronews.com/news/artikel/2013/08