Unsere Welt zu verstehen:  Antigravitation Einsteins

Paul Davies (2006):

 
Einstein war zunächst — wie all seine Zeitgenossen — davon überzeugt, dass kosmischer Raum statisch sei, sich alo weder ausdehnen, noch in sich zusammenziehen würde. Nachdem dann aber Alexander Friedmann (1921) und auch George Lemaitre (um etwa die gleiche Zeit) eine ganze Reihe kosmologischer Modelle — alle Lösungen von Einsteins Gleichungen — fanden, die sich ausdehnende oder sich zusammenziehende Universen beschrieben, hat Einstein das zawr — wenn auch widerwillig — zur Kenntnis genommen und einen Weg gesucht, seine Gleichungen so abzuändern, dass sie wirklich nur ein statisches Universum beschreiben.
 
Ein Blick auf seine Feldgleichung zeigte ihm, dass seine Theorie mit einem zusätzlichen konstanten Tern je nach Wert dieses Terms den Raum als expandierend, statisch oder in sich zusammenschrumpfend beschreiben würde. Diesen Term, so wurde Einsteik klar, konnte man interpretieren als dem leeren Raum innewohnende Energie bzw. als der Gravitation entgegen wirkende Antigravitation (= negative Gravitation bzw. Zugspannung im Raum).
 
Antigravitation — Zugspannung also (= negativer Druck) — hat die ungewöhnliche Eigenschaft, mit zunehmendem Abstand anzuwachsen.
 
Eben das aber hat Einstein sich zunutze gemacht: Er argumentierte, dass diese abstoßende Kraft über die kurzen Entfernungen im Sonnensystem hinweg sehr schwach sein müsse, dort also vernachlässigt werden kann. Gehe es aber um den Abstand zwischen Galaxien, werde die Kraft stärker un zu einem echten Gegengewicht zur Gravitation.
 
Einsteins Feldgleichung gibt keine Hinweis auf die Stärke dieser abstoßenden Kraft, stellt also einen sog. » freien Parameter « seiner Theorie dar. Es konnte also Einstein diesen Parameter so wählen, dass der Raum weder expandieren noch schrumpfen würde. Nicht klar scheint ihm gewesen zu sein, dass diese statische Lösung instabil ist und kleinste Abweichungen von der idealen Materieverteilung das Universum doch wieder — je nach Vorzeichen der Störung — kollabieren oder expandieren lassen.
 
1930 reiste Einstein in die USA und traf dort Hubble, der ihm von seinen Beobachtungen berichtete, nach denen das Universum expandiert.
 
Einstein war sofort klar, welchen Fehler es bedeuten würde, am Modell eines statischen Universums festzuhalten.
 
Mit der Originalversion seiner Gleichung hätte er selbst zum Schluss kommen können, dass das Universum sich entweder ausdehen oder zusammenziehen müsse.
 
Nachdem ihm das bewusst wurde, soll Einstein die Einführung seiner sog. "kosmologischen" Konstante bereut und als » größte Eselei « seines Forscherlebens bezeichnet haben.
 
 
Heute stellt sich die Situation differenzierter dar:
 
Jene Konstante — so ist man heute der Meinung — entspricht im Vakuum enthaltener Energie und muss — der Größe dieser Energie entsprechend — eben doch in Einsteins Gleichung auftreten. Sie hat die Dimension einer Energiedichte.