Rivalen der Gravitationstheorie

Die Analyse von fast 200 Galaxien zeigt, dass Einsteins Relativitätstheorie nicht in Gefahr ist. Dunkle Materie erklärt die Rotation von Galaxien besser als alternative Gravitationstheorien.

Seit mehreren Jahrzehnten ist klar, dass sich spiralförmige Galaxien nicht so drehen, wie sie sollten. Es gibt zwei Möglichkeiten, die Anomalie mit den Regeln der Physik in Einklang zu bringen: Entweder wird die Existenz dunkler Materie, die die Galaxie wie eine Wolke umgibt und die äußeren Sterne durch ihre Schwerkraft beschleunigt, postuliert, oder die Regeln der Schwerkraft selbst werden geändert. Um alternative Theorien der Gravitationsbeobachtung zu erklären, muss eine natürliche Beschleunigungsskala eingegeben werden – wie z.B. in der Relativitätstheorie ist die Lichtgeschwindigkeit eine natürliche Geschwindigkeitsskala. Ein internationales Team unter der Leitung von Davi C. Rodrigues von der Universität Espírito Santo untersuchte die Rotation von 193 Scheibengalaxien in der Zeitschrift Nature Astronomy und kam zu dem Schluss, dass es wahrscheinlich keine universelle Beschleunigungsskala gibt. Viele alternative Theorien der Schwerkraft stoßen an ihre Grenzen, während Einsteins Theorie, ergänzt durch dunkle Materie, immer noch besser abschneidet als die Konkurrenz.

Rodrigues und seine Kollegen verwendeten Daten aus zwei Rotationskurvenkatalogen, Spitzer Photometry and Precision Curves (SPARC) und The HI Nearby Galaxy Survey (THINGS). Bei ihrer Analyse berücksichtigten die Autoren große Unsicherheiten in den gemessenen Größen, wie z.B. die Entfernung einzelner Galaxien und ihr Massen-Licht-Verhältnis, um sicherzustellen, dass Messunsicherheiten ihre Ergebnisse nicht beeinflussen. Sie berechneten die entsprechende Beschleunigungsskala für jede Galaxie und trotz der großzügigen Fehlertoleranzen ist das Ergebnis eindeutig: Die fast 200 untersuchten Galaxien können nicht auf den gleichen Nenner gebracht werden. Es ist daher sehr wahrscheinlich, dass es keine natürliche Beschleunigungsskala gibt. Dies ist kein Problem für die allgemeine Relativitätstheorie, aber dieser Standpunkt bedeutet, dass viele alternative Modelle erklärungsbedürftig sind. Genauer gesagt, die Autoren erwähnen die Art von konkurrierenden Gravitationstheorien, die als veränderte Newtonsche mechanische Theorien bezeichnet werden, die die gemessene Rotation von Galaxien nicht erklären.