Feinstrukturkonstante bleibt nahe eines schwarzen Lochs unverändert

Eine der fundamentalen Naturkonstanten des Universums, die sogenannte (Sommerfeld’sche) Feinstrukturkonstante, verändert sich auch in der Nähe eines schwarzen Lochs nicht, was man lange vermutet hatte konnten Wissenschaftler des SYRTE (SYstèmes de Référence Temps Espace) am Pariser Observatorium anhand der Beobachtung von Sternen, welche Sagittarius A*, das supermassereiche schwarze Loch im Herzen unserer Milchstrasse, umkreisen nun nachweisen.

Während man zwar schon lange davon ausging, dass die Feinstrukturkonstante, so wie andere Naturkonstanten auch, wie der Name schon sagt, eben konstant ist, also überall im Universum den gleichen Wert haben müsste, gab es aber dennoch Theorien (wie z.B. eine Studie aus dem Jahr 2010) darüber, dass sich diese unter bestimmten Bedingungen, wie zum Beispiel unter dem Einfluss der Gravitation eines schwarzen Loches, möglicherweise verändern könnte.

Letzteres konnte allerdings nun widerlegt werden, der französische Physiker Aurélien Hees und seine Kollegen vom Pariser Observatorium veröffentlichten dazu eine Publikation in Physical Review Letters. Sie hatten 5 Sterne beobachtet, welche sich um das schwarze Loch in der Mitte unserer Galaxie bewegen, und mit Hilfe der Absorptionslinien deren ausgestrahlten Lichts den dortigen Wert der Feinstrukturkonstante ermittelt und diesen mit dem hier auf der Erde bestimmten verglichen. Dabei konnten sie keinen signifikanten Unterschied feststellen, beide Werte glichen sich bis auf weniger als das tausendstel eines Prozents.

Damit ist zumindest erwiesen, dass sich die Feinstrukturkonstante nicht durch die Nähe zu einem schwarzen Loch ändert, Wissenschaftler werden jedoch weiterhin nach extremen Bedingungen suchen, unter denen sie ggf variieren könnte, so hatte man auch bereits an der Oberfläche von weißen Zwergen, sehr dichten, toten Sternen mit ähnlich extremer Gravitation, den Wert dieser Konstante überprüft, aber keine Veränderung feststellen können.

Die Sommerfeld’sche Feinstrukturkonstante wurde im Jahr 1916 von Arnold Sommerfeld eingeführt und beschreibt die Stärke der elektromagnetischen Wechselwirkung, sie bestimmt also, wie stark sich elektrisch geladene Teilchen gegenseitig anziehen oder abstoßen. Hätte die Feinstrukturkonstante auch nur einen geringfügig anderen Wert, so geht man davon aus, dass sich unter diesen Umständen nicht einmal Atome bilden könnten, was allerdings in besonders extremen Umgebungen, zum Beispiel im Inneren von Neutronensternen, ja auch gar nicht nötig wäre.