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Dunkle Energie und das umgekehrte Quadratgesetz

"Newtons Inverse-Square-Gesetz gibt es schon eine Weile", sagt Daniel Kapner gegenüber PhysOrg.com . "Aber wenn wir dieses Gesetz testen, suchen wir nach neuer Physik." Die neue Physik, die Kapner und seine Kollegen kürzlich in ihren " Physical Review Letters" eingereicht haben, befasst sich mit dunkler Energie.

"Dunkle Energie ist eine unbekannte treibende Kraft hinter der Beschleunigung des Universums, und wir messen das Gesetz des umgekehrten Quadrats unter der Längenskala der Dunklen Energie, um nach einem möglichen neuen Gravitationsphänomen zu suchen."

Kapner und seine Kollegen sind mit dem Zentrum für experimentelle Kernphysik und Astrophysik an der Universität von Washington in Seattle verbunden. Ihr Brief „Tests des Gravitationsgesetzes unterhalb der Dunkelenergielängenskala“ befasst sich mit Fragen der Möglichkeiten der Dunkelenergie-Schwerkraft.

„Während sich das Universum ausdehnt, sollte die Schwerkraft diese Ausdehnung verlangsamen“, erklärt Kapner. „Aber das ist nicht was passiert. Astrophysikalische Messungen zeigen, dass sich die Expansion beschleunigt. Der unbekannte Mechanismus hinter dieser beschleunigten Expansion heißt Dunkle Energie. “

Kapner und seine Kollegen testen mit einem empfindlichen Gerät, dem so genannten Torsionsgleichgewicht, das Gesetz des umgekehrten Quadrats und versuchen, etwas Licht auf die dunkle Energie zu werfen. "Dies ist ein Schritt komplizierter als die alte Masse am Ende einer Feder", sagt Kapner und bezieht sich auf die klassische Demonstration des Physikunterrichts, bei der eine Kraft über die Strecke gemessen wird, die eine Feder zurücklegt.

Während die Schwerkraft der Erde gerade nach unten zieht, kann eine Seitwärtskraft eine sehr kleine Drehung des Gleichgewichts hervorrufen. „Dies geschieht in einer Vakuumkammer“, erklärt Kapner, „damit es keine Reibung gibt. Dies ist im Wesentlichen das Beste, was Sie mit einer direkten Messung erreichen können. Wenn die Standardphysik über neue Teilchen oder Austauschkräfte verfügt, die auf dieser Längenskala wirken, ist dieser Apparat empfindlich dafür. “Mit dem Torsionsgleichgewicht der Gruppe können Schwerkraftkräfte bis zu Abständen von 55 Mikrometern gemessen werden.

Und die Ergebnisse bezüglich der Dunklenergielängenskala? „Es gibt keine Abweichungen vom Gesetz der umgekehrten Quadrate“, betont Kapner. „Wir sehen, dass es sich so verhält, wie Newton es vorhergesagt hat.“ Der Test bestätigt, dass es auf der Längenskala der dunklen Energie nichts Neues gibt. Die anhaltende Beschleunigung des Universums bleibt also ein Rätsel.

Der von Kapner und seinen Kollegen verwendete Test ist jedoch nicht auf Fragen der Dunklen Energie beschränkt. Die Messungen des Torsionsgleichgewichts können verwendet werden, um andere Modelle zu beschränken, die neue Austauschkräfte und Partikel vorschlagen. "Wir haben dies genutzt, um andere Modelle zu testen, beispielsweise große zusätzliche Dimensionen in der Stringtheorie", sagt er. "Und wir könnten alle anderen Modelle testen, die Abweichungen vom Gesetz des umgekehrten Quadrats vorhersagen."

Kapner sagt, dass die nächste Version des Projekts gerade gebaut wird. „Wir können noch kleinere Längen erreichen und 100-mal bessere Ergebnisse erzielen.“ Kapner ist der Meinung, dass der aktuelle Test ziemlich gut ausschloss, dass dunkle Energie in Bezug auf die Kurzstreckengravitation nichts Neues birgt, aber ein weiterer Test würde die Aussage des Teams stärken . "Wir wollen diese Technik weiter verfeinern, soweit es die Technologie zulässt."

Schließlich betont Kapner: „Auch wenn die offensichtliche Antwort nicht da war, ist diese Technik immer noch vielversprechend, um etwas Neues zu entdecken.“

Von Miranda Marquit, Copyright 2007 PhysOrg.com.
Alle Rechte vorbehalten. Dieses Material darf ohne die ausdrückliche schriftliche Genehmigung von PhysOrg.com weder ganz noch teilweise veröffentlicht, gesendet, umgeschrieben oder weiterverbreitet werden. Zitat : Dunkle Energie und das umgekehrte Quadratgesetz (2007, 25. Januar), abgerufen am 25. Dezember 2019 von https://phys.org/news/2007-01-dark-energy-inverse-square-law.html Dieses Dokument unterliegt den Bestimmungen von Urheberrechte ©. Abgesehen von fairen Geschäften zum Zwecke des privaten Lernens oder Forschens darf kein Teil ohne schriftliche Genehmigung reproduziert werden. Der Inhalt dient nur zu Informationszwecken.