Lichtgeschwindigkeit oder Gravitationsgeschwindigkeit?

2004-06-30 Daniel Grumiller

Neue Ergebnisse in der Kontroverse "Lichtgeschwindigkeit" versus "Gravitationsgeschwindigkeit": Steven Carlip (UC, Davis) demonstriert, dass das Problem nicht darin liegt die richtige Antwort zu finden, sondern die richtige Frage zu formulieren!

Wir berichteten im Jänner 2003 über die Messergebnisse von Sergei Kopeikin (University of Missouri) und Ed Fomolont (National Radio Astronomy Observatory, NRAO) - zur Erinnerung: Diese zwei US-Wissenschaftler behaupteten, die Geschwindigkeit, mit der sich Gravitation ausbreitet, durch die Beobachtung von Gravitationslinseneffekten des Planeten Jupiters bestimmt zu haben. Andere bezweifelten dies (siehe den Artikel von A. Rebhan für Details).

In seinem Artikel "Model-Dependence of Shapiro Time Delay and the 'Speed of Gravity/Speed of Light' Controversy" demonstriert Steven Carlip, dass die Fragestellung, ob dieses Experiment nun die Lichtgeschwindigkeit oder die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation gemessen hat, nicht wohldefiniert ist.

Der Grund dafür ist einfach: innerhalb der Allgemeinen Relativitätstheorie (ART) sind per constructionem beide Geschwindigkeiten gleich und obige Fragestellung wird sinnlos. Um also zwischen diesen beiden Geschwindigkeiten zu unterscheiden, muss eine allgemeinere Klasse von Theorien betrachtet werden. Allerdings hängt dann die Antwort davon ab welche Klasse von Modellen betrachtet wird.

Die ursprüngliche Kontroverse scheint sich dann auf den Umstand zu reduzieren, dass Kopeikin einen anderen Formalismus verwendet hat als sein Disputant Will. Solange es also nicht bestimmte theoretische Gründe gibt eine bestimmte Klasse von Verallgemeinerungen der ART anderen vorzuziehen gibt es auch keine eindeutige Antwort auf die ursprüngliche Frage. Carlip diskutiert im Detail eine bestimmte Klasse von solchen Theorien und kommt zu dem Schluss, dass innerhalb dieser Klasse die experimentellen Daten nicht genau genug sind um die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation zu bestimmen, dass es aber im Prinzip mit solchen Experimenten möglich ist.

Freunde von Douglas Adams werden obiges Problem vermutlich mit "42" vergleichen - das war die Antwort auf die ultimative Frage. Nur wusste zu dem Zeitpunkt, bei dem der Supercomputer "Deep Thought" diese Antwort ausspuckte, niemand mehr was eigentlich die Frage war...


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