Experiment mit rotierender, supraleitender Scheibe erzeugte gravitomagnetische Kraft, die viel größer ist als laut Relativitätstheorie möglich
Wien - Sucht man im Internet nach dem Begriff "Gravitation
erzeugen", landet man auf Homepages wie "startrek-forum",
"paranormal.de" oder "scifi-forum". Kein Wunder: Bisher galt es als
völlig unmöglich, Gravitationsfelder ohne Einsatz riesiger Massen
künstlich zu erzeugen - denn Masse ist sowohl im newtonschen
Gravitationsgesetz als auch in der Allgemeinen Relativitätstheorie
die ausschlaggebende Größe. Nun haben Wissenschafter des
Forschungszentrums Seibersdorf aber erste Hinweise in einem
speziellen Experiment gefunden, wie man vielleicht doch
Gravitationsfelder von messbarer Größe in einem Labor erzeugen
könnte.
Die im Experiment gemessenen Gravitationsfelder machen zwar nur
0,01 Prozent der Erdgravitation aus. Sie liegen damit aber dennoch um
25 bis 30 Größenordnungen über dem, was laut Relativitätstheorie
möglich sein sollte, so der Physiker Martin Tajmar.
Kein Gedanke an Laborexperimente
Die österreichischen Physiker Hans Thirring und Joseph Lense haben
in den 1920er-Jahren vorhergesagt, dass ein rotierender Körper durch
seine Masse auch den Raum um sich verdreht - ein Phänomen, das erst
2004 durch die exakte Vermessung von Satellitenbahnen bestätigt
wurde. Physiker haben diesen Thirring-Lense-Effekt auch als eine Art
Magnetfeld der Gravitation erklärt - ähnlich wie ein Magnetfeld, das
um einen stromdurchflossenen Leiter entsteht. Doch dieser
gravito-magnetische Effekt ist so gering, dass es selbst bei einer
Masse wie jener der Erde präzisester Satelliten-Vermessungstechnik
bedurfte, um ihn nachzuweisen - an Laborexperimente war nicht zu
denken.
Experiment mit rotierenden Scheiben
Bis sich der Physiker Martin Tajmar, der in den Austrian Research
Centers (ARC) das Geschäftsfeld für Weltraum-Antriebe leitet, und
sich seit seinem Studium mit dem Phänomen Gravitation beschäftigt, an
ein Experiment mit rotierenden Scheiben aus supraleitenden
Materialien erinnerte, die bei rascher Umdrehung ein Magnetfeld
erzeugen. Eine solche rotierende Scheibe müsste - als bewegte Masse -
auch eine gravitomagnetische Kraft erzeugen, doch diese wäre laut
Relativitätstheorie unmessbar klein.
Doch frühere Messungen mit solchen rotierenden, supraleitenden
Scheiben brachten überraschende, und bisher unerklärbare
Messergebnisse: Die Masse der so genannten Cooper-Paare,
Elektronenpaare, die für die Supraleitung verantwortlich sind, war
den Experimenten zufolge viel höher als sie nach Berechnungen der
Quantentheorie sein sollte.
6.500 Umdrehungen pro
Minute
Tajmar glaubte darin einen Hinweis auf Gravitationsfelder entdeckt
zu haben und fand mit der Forschungsabteilung der US Air Force und
der Europäischen Weltraumorganisation ESA Geldgeber für ein von ihm
entwickeltes Experiment. Eine supraleitende Scheibe mit einem
Durchmesser von 15 Zentimetern wird dabei auf 6.500 Umdrehungen pro
Minute beschleunigt. Rund um diese Scheibe messen zahlreiche Sensoren
Beschleunigungskräfte, sie sollten also beim Auftreten eines
gravitomagnetischen Feldes und einer Beschleunigung des Rings
ansprechen.
Gravitationsfeld registriert
Seit drei Jahren experimentiert der Physiker mittlerweile, doch
die ersten Ergebnisse waren entmutigend. Er verwendete dafür eine
Scheibe aus einem Hochtemperatur-Supraleiter, der bereits bei minus
180 Grad Celsius supraleitend wird. "Wir haben überhaupt nichts
gemessen", erinnert sich Martin Tajmar an diese Zeit.
Doch die Physiker gaben nicht auf, erhöhten die Anzahl der
Sensoren, verbesserten das Experiment und wechselten zu einem
Supraleiter aus dem Metall Niob, das auf minus 264 Grad Celsius
abgekühlt werden muss, um Strom widerstandslos zu leiten. Gleich die
erste Messung mit diesem neuen Material im Sommer vergangenen Jahres
brachte die erwarteten Ergebnisse, die Sensoren registrierten ein
Gravitationsfeld.
Warten auf Bestätigung durch andere Wissenschafter
"Wir konnten es zuerst gar nicht glauben, und wiederholten das
Experiment immer wieder", so Tajmar. Mittlerweile wurden 250
Messungen durchgeführt und wiederholt geprüft, ob andere Einflüsse
oder Fehler die Resultate verfälscht haben könnten. Mittlerweile ist
sich der Physiker aber seiner Sache ziemlich sicher, hat seine Arbeit
bereits bei einer Tagung der ESA präsentiert und bei zwei
Physik-Journalen eingereicht.
Dennoch bleibt er sehr vorsichtig: "Bei dieser geringen
Signalgröße ist ein Apparatur-Effekt noch nicht hundertprozentig
auszuschließen. Wir warten nun auf die Bestätigung durch andere
Wissenschafter und werden unsere Apparatur weiter verbessern um die
Signalstärke zu verstärken. Natürlich sind wir uns bewusst, dass ein
Effekt der 30 Größenordnungen über der Vorhersage von Einsteins
Relativitätstheorie sehr genau vermessen werden muss, um ihn
schlussendlich zu bestätigen."
Schwerelosigkeits-Raum als Zukunftsvision
Eine solche Bestätigung könnte den Weg zu einer völlig neuen
Technologie ebnen. Das derzeit erzeugte Gravitationsfeld ist zwar
äußerst gering, seine Größe hängt aber nur von der
Umdrehungsgeschwindigkeit der Scheibe ab. Theoretisch sollte es
möglich sein, denkt Tajmar in die Zukunft, eine Anlage zu bauen, die
ein Gravitationsfeld mit einer Beschleunigung von einem g (der
Erdbeschleunigung) erzeugt. Richtet man diese Kraft so aus, dass sie
der Erdanziehung entgegenwirkt, hätte man einen Raum mit
Schwerelosigkeit. "Das wäre dann aber nicht mehr ein Experiment in
einem Zimmer, wie derzeit, sondern eine riesige Forschungsanlage",
sagte Tajmar. (APA)
