AhA: Warum ist die Erde anziehend?

Manchmal wird einem schwindlig bei der Vorstellung, dass die Erde eine Kugel ist. Warum fällt man auf der anderen Seite, in Australien, nicht herunter? Der Gedanke, dass überall eine Kraft wirkt, die stets zum Zentrum der Erde gerichtet ist, drängt sich nicht gerade auf. Allerdings kann man die Kraft mit einem simplen Instrument sichtbar machen: dem Lot, einer Schnur, an der ein Gewicht baumelt. Es weist immer zum Erdmittelpunkt hin.

Seit dem 17. Jahrhundert wissen wir, dass die Schwerkraft auch den Mond in einer Erdumlaufbahn hält. Andersherum zieht er die Erde und ihre Wassermassen an, woraus Ebbe und Flut resultieren. Der Mond ist aber kleiner als die Erde und hat eine deutlich geringere Masse. Da letztere entscheidend für die Stärke der Anziehung ist, konnten die Mondastronauten große Sprünge machen.

Die Anziehung der Massen ist ein universelles Prinzip. Albert Einstein hat sich wie kein anderer darum bemüht, es zu verstehen. Er formulierte das Gesetz von der Äquivalenz von Masse und Energie und kam zu einer geometrischen Interpretation: Seiner Allgemeinen Relativitätstheorie zufolge bewirkt jede Masse im All eine Krümmung der Raumzeit.

„Wenn keinerlei Massen vorhanden sind, dann ist die Raumzeit flach wie ein gespanntes Trampolintuch“, erläutert Axel Kleinschmidt vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Golm diese Betrachtungsweise. Wo sich dagegen Sterne oder Planeten befinden, entsteht eine Mulde im Raumzeit-Tuch. „Und in diese Mulde bewegen sich auch andere Körper hinein.“

In der modernen Physik ist die Gravitation eine von vier grundlegenden Kräften, über die die Materieteilchen im All einander wahrnehmen können. Im Vergleich zum Elektromagnetismus ist sie schwach. Sie macht sich erst bei großen Masseansammlungen wie Monden, Planeten und Sternen bemerkbar. Woher sie rührt, kann niemand sagen. Einstweilen müssen sich Forscher mit der Feststellung zufrieden geben, dass es sie gibt. „Es ist sozusagen die unterste Beschreibungsebene, die wir in der Physik haben“, betont Kleinschmidt. Bislang hat man keinen archimedischen Punkt gefunden, von dem aus man die Gravitation selbst aus den Angeln heben könnte. Thomas de Padova