Wie die Schweiz fast Einsteins Relativitätstheorie widerlegte

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• Einstein erklärte mit der Allgemeinen Relativitätstheorie, dass Schwerkraft eine Krümmung von Raum und Zeit ist und nichts schneller als Licht sein könne.
• 2011 sorgte ein CERN-Experiment für Aufsehen, weil sogenannte Neutrinos angeblich schneller als Licht gemessen wurden.
• Ein Jahr später stellte sich heraus, dass ein lockeres Kabel den Messfehler verursacht hatte – die Relativitätstheorie blieb damit unangefochten.

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Hast du dich schon gefragt, was das schnellste Objekt der Welt – oder gar des ganzen Universums – ist? Der theoretische Physiker Albert Einstein tat es, und lieferte eine klare Antwort: Nichts bewegt sich schneller als Licht. So entstand der Grundsatz der Lichtgeschwindigkeit. Stimmt das? Ein Team am CERN in Genf scheint 2011 diesen Grundsatz widerlegt zu haben. 

Doch zuerst ein Blick zurück: Albert Einstein wurde am 14. März 1879 in Ulm (D) geboren und starb am 18. April 1955 in Princeton, USA. Was Einstein mit der Schweiz verbindet: Zwischen 1903 und 1909 lebte er in Bern und unterrichtete an der Uni Bern. Seine damalige Wohnung wurde zum Kult-Touristen-Spot, heute ist es ein Museum. 1915 schliesslich revolutionierte Einstein die Wissenschaft mit der Allgemeinen Relativitätstheorie. 

Doch was besagt diese Theorie? Viele Wissenschaftler*innen sagen, dass Laien gar nicht imstande seien, die Theorie zu verstehen. Einstein kreierte sie über mehrere Jahre. Seine Gedankengänge, seine Formeln und schliesslich die Theorie an sich entstanden über einen langen Zeitabschnitt. Dennoch gibt es Beispiele und Experimente, die den Kern seiner Theorie auf eine einfachere Weise beschreiben.

Albert Einsteins Hirn wurde zu Forschungszwecken in 240 Teile zerschnitten. Erst seit kurzer Zeit weiss man, dass sein Gehirn nicht gewöhnlich war. Gewisse Stellen waren viel ausgeprägter als bei einer durchschnittlichen Person. 

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Das besagt die allgemeine Relativitätstheorie

Stell dir vor, das Universum ist wie ein riesiges, unsichtbares Trampolin. Wenn du eine Murmel drauflegst, passiert fast nichts. Aber wenn du eine schwere Kugel – wie eine Bowlingkugel – darauf legst, macht sie eine Delle im Trampolin.

Genau so verhalten sich grosse Dinge im All: Planeten, Sterne oder die Sonne biegen den «Raum» um sich herum. Wenn dann kleinere Dinge wie die Erde oder der Mond in die Nähe kommen, rollen sie in dieser Delle herum – so entsteht die Schwerkraft. Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie sagt also: Schwerkraft ist keine unsichtbare Zugkraft, sondern eine Krümmung von Raum und Zeit durch Masse.

Das ist das originale Dokument auf der die weltberühmte Formel «E=mc²» geschrieben ist. Das Manuskript beinhaltet 72 Seiten und wurde 1912 von Einstein aufgeschrieben. 

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Die Theorie beschränkt sich aber nicht nur auf die Masse und die Schwerkraft. Viele Dinge, denen wir im täglichen Leben begegnen, können mit der Relativitätstheorie erklärt werden. So zum Beispiel eben auch das Licht, beziehungsweise die Lichtgeschwindigkeit. Albert Einstein sagt, es gäbe nichts, das schneller ist als Licht. Stimmt das, oder haben wir Menschen bis jetzt nur noch nichts gefunden, das schneller sein könnte? 

Revolution in der Physik

Vor 14 Jahren machten Wissenschaftler*innen des CERNs eine Entdeckung. Beim «Opera»-Experiment wurde exakt gemessen, wie lange Neutrinos brauchen, um vom CERN, dem grossen Teilchenbeschleuniger in Genf, bis zum Gran Sasso Science Institute nördlich von Rom zu gelangen – eine Strecke von 730 Kilometern.

Das verblüffende Resultat nach 16'000 Messungen: Die winzigen, fast masselosen Teilchen waren im Schnitt 20 Millionstel schneller unterwegs als Licht. Eine wissenschaftliche Sensation, denn genau das widersprach Einsteins grundlegender Theorie.

Der CERN in Genf ist das grösste Forschungszentrum für Teilchenphysik der Welt. Dort untersuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit riesigen Teilchenbeschleunigern wie dem Large Hadron Collider (LHC) die kleinsten Bausteine des Universums.

Martial Trezzini/EPA/KEYSTONE FILE/dpa

Die Wissenschaftswelt fiel aus allen Wolken. Das sei eigentlich gar nicht möglich, hiess es. Medien weltweit berichteten über den angeblichen Widerspruch zur Relativitätstheorie. Und das zu Recht, denn dieses Experiment würde alles auf den Kopf stellen, was die Physik bisher erklärt. Vieles, was wir heute dachten erklären zu können, würde einfach so zerstört. 

Ein lockeres Kabel war schuld

Ein Jahr später dann der Knall. Was viele bereits vermutet hatten, bestätigte sich – ein Messfehler hatte die scheinbar unmögliche Entdeckung verursacht. Das unabhängige ICARUS-Experiment konnte die Sensation nicht bestätigen – dort verhielten sich die Neutrinos genau so, wie es Einsteins Relativitätstheorie vorschreibt. Der eigentliche Knalleffekt folgte wenig später: Medien berichteten von einem «lockeren Kabel», das den überlichtschnellen Flug der Teilchen verursacht haben soll. Klingt absurd, war aber bittere Realität.

Zwischen der ersten Vermutung und dem endgültigen Beweis lag jedoch akribische Forschungsarbeit. Damals wurde klar: Das verrutschte Kabel hatte die Zeitmessung vernachlässigt – und machte aus einem banalen Fehler eine scheinbare wissenschaftliche Revolution.

Die Welt der Physik hoffte vielleicht zu stark auf einen Paradigmenwechsel. Stattdessen wurden sie von einem simplen Stecker zurück auf den Boden der Tatsachen geholt. Die Schweiz hat damals also nur fast eine wissenschaftliche Revolution entfacht.