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Relativität und Geonen

Ein EU-Team hat eine Vorhersage der Relativität sogenannter Geonen untersucht. Die Gruppe wandte neue mathematische Lösungen auf verschiedene Aspekte des Problems an, womit möglicherweise die Notwendigkeit der dunklen Materie beseitigt wird.
Relativität und Geonen
Die allgemeine Relativitätstheorie, Einsteins Theorie über Raum und Zeit, sagt ein als Geon bezeichnetes Objekt voraus. Hinter diesem theoretischen Phänomen verbirgt sich vermutlich eine elektromagnetische oder Gravitationswelle, die durch ihre eigene Energie zusammengehalten wird.

Das von der EU finanzierte Projekt GRAVITYWAVESTARS (Localized objects formed by self-trapped gravitational waves) ging nun der Frage nach, auf welche Weise Gravitationswellen Geonen bilden. Das Team erarbeitete neue mathematische Lösungen für die Gravitationsgleichungen. Zu den Aufgaben gehörten der Aufbau von Geonen, die Erforschung von deren Stabilität und Lebensdauer sowie die Untersuchung der Konsequenzen von Geonen für das Universum. Andere Aspekte der Forschung widmeten sich Systemen in der Physik der kondensierten Materie und der Quantenchromodynamik.

Forscher des Teams nahmen das komplizierte Vakuum-Gravitationswellenproblem ins Visier, indem man zunächst einen einfacheren Aspekt des Problems betrachtete: ein selbstgravitierendes, massenloses Skalarfeld. Sie leiteten eine Familie mathematischer Lösungen hinsichtlich der Erweiterung der Raumzeit ab.

In einer zweiten Untersuchungsphase erforschte man lokalisierte Vakuum-Gravitationswellenstrukturen, die sogenannten AdS-Geonen. Das Konsortium erkundete derartige Objekte unter Einsatz zweier einander ergänzender Methoden. Die Mitglieder überwanden die Schwierigkeit der Verallgemeinerung einer vorhandenen Lösung für Störungen höherer Ordnung.

Die äußerst technische und mathematische Studie kann im Endeffekt bei der Erforschung der dunklen Materie Anwendung finden. Die im Rahmen des Projekts erkannten Lösungen setzen jedoch keine exotischen neuen Arten von Materie voraus.

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Schlüsselwörter

Relativität, Geonen, dunkle Materie, Gravitationswelle, GRAVITYWAVESTARS
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