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Aufbau der Materie

Die Gravitation

Obwohl die Gravitation die schwächste aller Grundkräfte ist, erfahren wir ihre Wirkung ständig. Für die Bewegung der Sterne und Planeten ist sie sogar die dominierende Kraft. Die Auflösung dieses scheinbaren Widerspruchs liegt darin, dass die Gravitation zum einen eine unbegrenzte Reichweite hat (im Gegensatz zu der starken Wechselwirkung etwa). Zum Anderen wirkt sie immer anziehend, sodass sich ihre Wirkung addiert. Im Gegensatz dazu kompensiert sich z.B. die elektische Ladung von Atomkern und Atomhülle, sodass Atome elektrisch neutral sind.

Im Inneren von Atomen und Atomkernen dominieren jedoch die anderen 3 elementaren Kräfte, sodass die Gravitation in der Teilchenphysik typischerweise ignoriert wird. Das Standard Modell der Teilchenphysik umfasst die Gravitation nicht. Vom konzeptionellen Standpunkt aus wird jedoch die Gravitation in einer umfassenden Theorie nicht vernachlässigt werden dürfen. Ausserdem erwartet man, dass ihre Stärke bei sehr hohen Energien (z.B. kurz nach dem Urknall) sehr wohl mit der Stärke der anderen Kräfte vergleichbar ist. Zudem sollte es einen stutzig machen, dass ausgerechnet die Erzeugung von Massen eines der ungelösten Problem der Teilchenphysik ist.

I. Newton (1642-1727)

Die Gravitation erfahren wir auf der Erde als Schwerkraft, sie ist aber ebenfalls für die Planetenbewegungen verantwortlich. Ganz allgemein wirkt sie zwischen allen Objekten, die eine Masse haben. Bereits Newton (1642-1727) erkannte das Gravitationsgesetz, nach dem die Gravitationskraft zwischen zwei Körpern proportional zu deren Massen und umgekehrt proportional zum Abstandsquadrat ist:

mit:

A. Einstein (1879-1955)

Im Jahre 1915 formulierte A. Einstein seine Allgemeine Relativitätstheorie, nach der die Gravitation eng mit der geometrischen Struktur der Raum-Zeit verknüpft ist. Zahlreiche astrophysikalische Beobachtungen haben Einsteins Theorie in der Folgezeit bestätigt, aber in den meisten alltäglichen Zusammenhängen sind die Korrekturen zur Newtonschen Theorie vernachlässigbar. Die Allgemeine Relativitätstheorie widersetzt sich bislang allen Versuchen, sie in das theoretische Gebäude der Quantenfeldtheorien einzufügen. Daran scheitert bislang der Versuch, eine einheitliche Theorie aller Kräfte zu formulieren.

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Letzte Änderung: Juli 16, 2004