Einstein und Hawking - Das Geheimnis von Zeit und Raum

[center]Um die Jahrhundertwende des vergangenen Jahrhunderts entwickelte Albert Einstein (1879-1955) eine revolutionäre Theorie, die die bis dato bestehenden Vorstellungen von Raum und Zeit völlig neu definierte. Seine Relativitätstheorie war eine Inspirationsquelle für Stephan Hawking (1942-2018). Die beiden Genies prägte ein radikal neues Verständnis vom Universum.

Albert Einstein fand heraus, dass sich das Universum als Raum-Zeit-Kontinuum verstehen lässt und Anziehungskraft durch eine von Sternen und Planeten hervorgerufene Verzerrung der Raumzeit entsteht. Die Sendung lässt Astrophysiker zu Wort kommen, die heute versuchen, ein neues Verständnis von Einsteins Vorhersagen zu gewinnen. Im Fokus steht dabei das Laser-Interferometer-Gravitationswellen-Observatorium, kurz LIGO genannt, in dem 900 Wissenschaftler aus der ganzen Welt arbeiten. Ihr Auftrag ist es, kosmische Gravitationswellen zu untersuchen; erstmals vorausgesagt wurden diese Wellen 1916 durch die allgemeine Relativitätstheorie Einsteins; die Technik zu ihrer Erfassung gab es damals noch nicht. Wie sehen die Wissenschaftler Einsteins Ideen heute? Und warum lassen sich die beiden großen Theorien zur Funktionsweise des Universums, nämlich Einsteins Relativitätstheorie für das unendlich Große und Hawkings Quantenmechanik für das unendlich Kleine, immer noch nicht in Einklang bringen?

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Stephen Hawking war der erste Forscher, der sich dem Heiligen Gral der Physik zu nähern wagte: dem Schnittpunkt der beiden großen Theorien zur Funktionsweise des Universums: Einsteins Relativitätstheorie und die Quantenmechanik.

Stephen Hawking verbrachte den größten Teil seiner Forscherkarriere damit herauszufinden, wo Einstein sich geirrt haben könnte. In den 60er Jahren empfangen Radioteleskope überall auf der Welt seltsame Signale aus dem All, die von winzigen Objekten mit enormer Dichte auszugehen schienen – den Neutronensternen. Diese mysteriösen Sterne hatte Einstein in seiner Relativitätstheorie vorausgesagt. Das bedeutete, dass auch andere Phänomene, die er beschrieb, sich bewahrheiten könnten: Schwarze Löcher beschrieb er etwa als Körper im Weltall, deren Dichte so hoch ist, dass ihr Gravitationsfeld das Entweichen jeglicher Materie oder Strahlung verhindert. Sie besser zu verstehen, war der Forschungsauftrag einer jungen Gruppe von Physikern, zu denen auch Stephen Hawking zählte. Mitte der 70er Jahre stellte Hawking an der Universität von Cambridge die Hypothese auf, dass Schwarze Löcher nicht vollständig schwarz sind: Sie lösen sich langsam auf und verschwinden irgendwann, wobei sie eine Strahlung abgeben, die zu einer Verringerung ihrer Masse führt. Mit dieser revolutionären These war Hawking der Erste, der sich dem Heiligen Gral der Physik näherte: dem Schnittpunkt der beiden großen Theorien zur Funktionsweise des Universums, die lange Zeit als unvereinbar galten – die Relativitätstheorie Einsteins für das unendlich Große und die Quantenmechanik für das unendlich Kleine. Im Jahr 2016 simulierte der Experimentalphysiker Jeff Steinhauer vom Israel Institute of Technology in Haifa ein Schwarzes Loch, an dem tatsächlich die sogenannte Hawking-Strahlung gemessen werden konnte. Die Dokumentation befasst sich außerdem damit, inwiefern Einstein während des Zweiten Weltkriegs an der Entwicklung der Atombombe in den USA mitwirkte.

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