Dieser Audiobeitrag wird von der Universität Erlangen-Nürnberg präsentiert.

Ich möchte mich auch bei Ihnen ganz herzlich bedanken für Ihr Kommen und Sie herzlich willkommen

heißen. Natürlich in meinem Namen, aber auch im Namen meiner Kollegen am Institut für

Quantengravitation hier in Erlangen. Meinem Kollegen aus dem Erlanger Zentrum für Astro-

Teilchenphysik und den Kollegen aus dem Physik-Department. Mein Vortrag heute

beschäftigt sich mit der Gravitation. Genau genommen geht es um den Versuch eine

Quantentheorie der Gravitation zu konstruieren, eine Quantentheorie über

Quantentheorie der Gravitation nachzudenken und daher muss ich zunächst

ein bisschen über Gravitationsphysik an sich sprechen. Ich werde mich kurzfassen,

weil wie gesagt schon Vorträge über die klassische Theorie der Gravitation

gehalten wurden in diesem Rahmen. Wenn man über Gravitationsphysik spricht, dann

spricht man zunächst mal über ein Alltagsphänomen. In diesem Moment

spüren sie alle eine Kraft, die sie auf die Sitze drückt und das ist die

Gravitationskraft. Es ist allgegenwärtig und dieses Alltagsphänomen der

Gravitation wird exzellent beschrieben durch das Newton's chill Gravitationsgesetz,

das viele von Ihnen vielleicht noch aus der Schule kennen. Es beschreibt die

Gravitation als eine Kraft, die die Bahnen von Teilchen beeinflusst.

Wenn keine Kraft auf ein Masseteilchen wirkt, dann bewegt es sich laut Newton

auf einer Geraden durch den Raum und zwar ohne Änderung der Geschwindigkeit,

ohne Beschleunigung oder Bremsung. Wirkt eine Kraft, dann kann diese Bahn

gekrümmt werden, das Teilchen kann beschleunigt werden oder gebremst werden.

Die Gravitation ist ebenso eine Kraft und daher ist die Bahn des Mondes um

die Erde zum Beispiel eine gekrümmte Bahn. Die räumliche Anteil ist eine

Ellipse oder ein Kreis. Dieses Newton's chill Gravitationsgesetz beschreibt das

Alltagsphänomen Gravitation wunderbar und nicht nur das, auch die meisten

Vorgänge in unserem Sonnensystem und weit darüber hinaus werden hervorragend

beschrieben durch dieses Gesetz. Und trotzdem ist es nicht die beste

Beschreibung der Gravitation und das ist eine der faszinierenden Dinge in der

Gravitationsphysik, dass dieses Alltagsphänomen der Gravitation nur

die Spitze eines Eisberges ist. Dieser Eisberg ist Einsteins allgemeine

Relativitätstheorie, denn vor ziemlich genau 100 Jahren tritt Einstein auf den

Plan und sagt Gravitation ist ganz anders, Gravitation ist keine gewöhnliche

Kraft, Gravitation hat mit Raum und Zeit zu tun mit der Geometrie von Raum und

Zeit. Und sozusagen den mathematischen Ausdruck dieser Theorie, den

veröffentlicht er vor wie gesagt fast auf den Tag genau 100 Jahren, das sind die

Feldgleichungen der allgemeinen Relativitätstheorie.

Was meint hier Gravitation, was meint hier Geometrie,

Verzeihung, Geometrie kennen Sie vielleicht auch aus der Schule, die

euklidische Geometrie, deren Lehrsätze man dort lernt. Nun ist die euklidische

Geometrie nicht die einzig denkmögliche Geometrie, man kann sie

verallgemeinern, allgemeinere Geometrien in denen man trotzdem noch von

Graden, von Dreiecken, von Flächen, von Längen sprechen kann, aber die erfüllen

nicht mehr die Gesetze der euklidischen Geometrie, sondern allgemeinere Gesetze

und eine solche verallgemeinerte Geometrie kann beschrieben werden durch

einen sogenannten metrischen Tensor, das ist eine Größe, sind eigentlich 10 Größen

oder je nachdem wie viel Dimensionen die Geometrie hat, viele Größen an jedem

Punkt des geometrischen Raumes, die, der Name sagt es, Metrik, die messen, die

Geometrie definieren und mithilfe dieses metrischen Tensors kann man Längen,

Winkel, Flächen und so weiter und so fort definieren, aber wie gesagt, im

Allgemeinen sind die Lehrsätze der euklidischen Geometrie nicht mehr