«Intuitiv kaum zu erfassen»

ETH-News: Hans-Rudolf Ott, Sie sind einer der Organisatoren des Symposiums zu 100 Jahren Allgemeine Relativit?tstheorie. Was geschah genau im November 1915?
Ott: Innerhalb von nur einem Monat reichte Albert Einstein bei der Preussischen Akademie der Wissenschaften vier Publikationen zur Allgemeinen Relativit?tstheorie ein. Zehn Jahre zuvor hatte er eine neue Auffassung von Raum und Zeit formuliert ¨C heute als Spezielle Relativit?tstheorie bezeichnet. Demnach sind sowohl Raum und Zeit abh?ngig vom Standpunkt und vom relativen Bewegungszustand des Beobachters. Weitere ?berlegungen zur Verallgemeinerung der Relativit?tstheorie f¨¹hrten Einstein in der Folge zu einer Theorie der Gravitation. Aufgrund hoher mathematischen H¨¹rden gelang es Einstein erst 1915 in Berlin, diese Allgemeine Relativit?tstheorie in einer f¨¹r ihn befriedigenden Form vorzustellen.

Einstein war zwischen 1909 und 1914 unter anderem als Professor zuerst an der Universit?t und dann an der ETH Z¨¹rich t?tig. Wieviel Z¨¹rich steckt in der Allgemeinen Relativit?tstheorie?
Einstein hat die Theorie massgeblich in seiner Zeit als Professor an der ETH entwickelt. Zusammen mit seinem Freund Marcel Grossmann, der an der ETH Z¨¹rich als Professor f¨¹r Mathematik wirkte, entstand 1913 ein ?Entwurf der Allgemeinen Relativit?tstheorie?, der der sp?teren Version von 1915 schon sehr nahe kam. Grossmann unterst¨¹tzte Einstein beim mathematischen Teil entscheidend.

Wie wurde die Allgemeine Relativit?tstheorie aufgenommen?
Die Allgemeine Relativit?tstheorie ist formal deutlich komplexer und mathematischer als die Spezielle Relativit?tstheorie. Wirklich verstanden haben sie auch in Wissenschaftskreisen vorerst nur wenige. Das h?ngt unter anderem damit zusammen, dass die Theorie intuitiv kaum zu erfassen ist.

Was meinen Sie damit?
Unser Satelliten-Navigationssystem GPS beispielsweise w?re ohne Ber¨¹cksichtigung der Relativit?tseffekte unbrauchbar. Relativit?tseffekte beeinflussen die Zeitmessung, also den Gang der verwendeten Uhren. Sowohl die relative Bewegung der Satelliten gegen¨¹ber der Erde als auch der Unterschied der Schwerkraft bei den Satelliten und auf der Erdoberfl?che beeinflussen den Gang der Uhren. Beides muss bei der Navigation ber¨¹cksichtigt werden. Das ist intuitiv schwer nachvollziehbar. Umso wichtiger waren deshalb die experimentellen Beweise der Allgemeinen Relativit?tstheorie. Insbesondere konnte 1919 die von Einstein postulierte Ablenkung des Lichts durch Masse, also Gravitation, nachgewiesen werden. Damit wurde Einstein zu einer Art Popstar der Physik.

Wie gross ist die Bedeutung der Theorie heute?
Ohne die Allgemeine Relativit?tstheorie ist die heutige Physik undenkbar. Sie ist f¨¹r unser Verst?ndnis des Kosmos zentral. Bisher wurde die Theorie ¨¹brigens in allen Tests und Experimenten best?tigt. Allerdings bestehen weiterhin offene Fragen.

Welche?
In der nahen Zukunft steht der direkte Nachweis von Gravitationswellen an, deren Existenz Einstein aus seiner Theorie gefolgert hat. Ein wichtiger Schritt dazu ist das Projekt LISA Pathfinder (vgl. ETH News vom 04.12.2013), an dem Universit?t und ETH Z¨¹rich beteiligt sind. Niemand zweifelt allerdings daran, dass der Nachweis der Gravitationswellen gelingen wird. Die gr?ssere Herausforderung wird es sein, die Allgemeine Relativit?tstheorie mit der Quantenmechanik zu verbinden. Nur so werden sich gewisse offene Fragen beantworten lassen, etwa wie das Universum entstanden sein k?nnte oder was in Schwarzen L?chern vor sich geht.

Ist Albert Einstein auch heute noch ein ?Popstar??
Der Name Einstein hat sich zu einem regelrechten ?Brand? entwickelt. Veranstaltungen zu seiner Person und seinen Arbeiten ziehen immer noch sehr viele Interessierte an. Es erstaunt, wie ein Mensch ¨C zuerst ausserhalb des akademischen Betriebs ¨C eine solche F¨¹lle von wissenschaftlichen Meisterleistungen vollbringen konnte. Die Faszination hat sicher auch damit zu tun, dass die meisten Menschen seine Theorien zwar nicht verstehen, aber doch das Gef¨¹hl haben, sie seien relevant und stimmig. Wir wollen mit unserem Symposium etwas dazu beitragen, diese auch Laien n?her zu bringen und verst?ndlicher zu machen.