Lense-Thirring-Effekt

Der Lense-Thirring-Effekt ist ein im Jahr 1918 von dem Mathematiker Josef Lense und dem Physiker Hans Thirring theoretisch vorhergesagter physikalischer Effekt, der sich aus der Allgemeinen Relativitätstheorie ergibt.

Der Effekt beschreibt die Beeinflussung des lokalen Interialsystems durch eine rotierende Masse, was man sich vereinfacht (und dementsprechend nicht ganz präzise) so vorstellen kann, dass die rotierende Masse den Raum um sich herum wie eine zähe Flüssigkeit geringfügig mitzieht und dadurch die Raumzeit verdrillt.

Experimenteller Nachweis

Derzeit wird noch diskutiert, ob den Wissenschaftlern um Ignazio Ciufolini von der Universität Lecce und Erricos Pavlis von der University of Maryland in Baltimore im Jahr 2003 der experimentelle Nachweis des Effektes gelungen ist. Sie vermaßen dafür die Bahnen der geodätischen Satelliten Lageos 1 und 2 präzise, da deren Position und Lage von der Masse der sich drehenden Erde beeinflusst werden sollte.

Die beiden Satelliten wurden 1976 und 1992 in eine Umlaufbahn gebracht, um kleine Effekte auf der Erdoberfläche wie das Driften der Kontinente, nacheiszeitliche Hebungsvorgänge und jahreszeitliche Schwankungen der Erdrotation zu bestimmen. Ihre Position läßt sich mit Hilfe reflektierter Laserstrahlen aus 1 bis 3 cm genau messen, so dass die Verdrillung der Raumzeit quantitativ mit den rund 400 kg schweren Erdtrabanten bestimmt werden kann. Dabei bewegen sich gemäß der theoretischen Vorhersage die Verdrehungswinkel der Raumzeit durch die rotierende Erdmasse bei etwa 12 Millionstel Grad. Wenn der Effekt tatsächlich existiert, so müssen die beiden Satelliten den gekrümmten Flugbahnen der verdrillten Raumzeit folgen.

Trotz möglicher Fehlerquellen durch das uneinheitliche Schwerefeld der Erde reichten die zentimetergenauen Positionsbestimmungen der Lageos-Satelliten aus, um diesen relativistischen Effekt nachzuweisen.

Ein weiteres Nachweis-Experiment ist derzeit noch im Gange und wird mit Hilfe des NASA-Forschungssatelliten Gravity Probe B durchgeführt.

Auswirkungen

Der Lense-Thirring-Effekt wird außerdem für die enorme Leuchtkraft von Quasaren verantwortlich gemacht. Er ermöglicht dem in ein schwarzes Loch fallenden Plasma der Akkretionsscheibe eine stabile Umlaufbahn sehr dicht am Schwarzschildradius, wodurch dieses heißer werden kann als bei einem nicht rotierenden schwarzen Loch und folglich stärker strahlt [1].

Außerdem sind die zusammen mit dem Plasma verdrehten Magnetfelder wahrscheinlich für die starke Beschleunigung der Jets verantwortlich.