Einstein behält Recht: Ein Satelliten-Experiment bestätigt, dass Gravitation auf Objekte unterschiedlicher Masse gleich wirkt. Dieses Äquivalenzprinzip bildet die Basis für Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie und gilt damit als ein Grundpfeiler der klassischen Physik. Seine Gültigkeit belegt nun der MICROSCOPE-Satelliten erstmals bis auf zehn Milliardstel genau – und damit so genau und weitreichend wie nie zuvor.
Galileo Galilei vermutete es schon vor rund 400 Jahren, Isaac Newton formulierte es erstmals aus und Albert Einstein machte es zu einem Grundpfeiler seiner Allgemeinen Relativitätstheorie: das Äquivalenzprinzip. Nach diesem wirkt die Gravitation auf alle Objekte gleich – unabhängig von ihrer Masse oder Zusammensetzung. Gäbe es den Luftwiderstand nicht, würde demnach eine Bleikugel genauso schnell zu Boden fallen wie eine Feder. Man spricht daher auch von der „Universalität des freien Falls“.
Barriere zwischen Quanten-und klassischer Physik
Doch es gibt ein Problem: In der Quantenphysik spielen sich Prozesse ab, die nicht mit diesem Prinzip der klassischen Physik vereinbar sind. „Das Äquivalenzprinzip unterscheidet die Gravitation von allen anderen Kräften der Natur, die im Standardmodell der Teilchenphysik beschrieben werden“, erklärt Anna Nobili von der Universität Pisa. „Genau dies ist das Kernproblem, das eine Vereinheitlichung der beiden Theorien zu einem einheitlichen physikalischen Weltbild bisher verhindert hat.“
Dieses Dilemma ließe sich jedoch lösen, wenn das Äquivalenzprinzip doch nicht universell gültig ist. „Wenn man eine Verletzung dieses Prinzips belegen würde, dann hätte das die gleiche Bedeutung wie die Entdeckung einer ganz neuen Naturkraft“, sagt Nobili. In zahlreichen Versuchen haben Forscher daher bereits versucht, minimale Abweichungen im freien Fall von Objekten verschiedener Masse zu finden – bisher allerdings vergebens.
