Atomuhren im All überprüfen Einsteins Theorie

(CONNECT) Ein Ensemble aus Atomuhren (Atomic Clock Ensemble in Space, ACES) soll im Weltraum klären, ob die Allgemeine Relativitätstheorie exakt mit der Realität übereinstimmt. Sie besagt, dass die Zeit abhängig von der Schwerkraft unterschiedlich schnell verstreicht. Bisher ist allerdings noch nicht nachgewiesen, dass die Unterschiede in der Geschwindigkeit der Zeit genau dem entsprechen, was Albert Einstein beschrieben hat. „Wir wissen nicht, ob es eine Abweichung gibt zwischen den Messungen und dem, was die Theorie voraussagt“, erklärt Philippe Jetzer in einem Bericht der Universität Zürich (UZH). Er ist Professor für Theoretische Physik an der UZH und leitet das ACES Topical Team für Allgemeine Relativitätstheorie der ESA. Damit ist er für die theoretischen Grundlagen des Projekts mitverantwortlich.

Am Ostermontag wurde das ESA-Experiment mit einer Falcon 9-Trägerrakete vom Kennedy Space Center der NASA zur Internationalen Raumstation ISS transportiert. Das Experiment besteht aus einer Caesium-Atomuhr und einem von der Neuenburger Firma Safran Time Technologies entwickelten und gebauten Wasserstoff-Maser, einer Art Laser, der statt Licht Mikrowellen aussendet. Zusammen ergeben sie den Angaben zufolge das präziseste Zeitsignal, das je im Weltraum erzeugt wurde. Über einen Zeitraum von 300 Millionen Jahren weicht es maximal eine Sekunde ab.

Nach einer mehrmonatigen Phase der Inbetriebnahme und Kalibrierung wird ACES über einen Zeitraum von 30 Monaten ein Zeitsignal an ein Netzwerk von Atomuhren an verschiedenen Standorten auf der Erde senden. So können die Zeitsignale auf der Erde und aus dem All miteinander verglichen werden. „Falls ACES eine Abweichung von den Voraussagen in der Relativitätstheorie misst, wäre das eine Sensation“, so Jetzer. In dem Fall könnte man diese Abweichungen eventuell durch Quanteneffekte erklären. „Das wäre eine erste Annäherung der beiden grossen fundamentalen Theorien der modernen Physik, die bisher noch nicht miteinander in Einklang zu bringen sind.“ ce/mm