Immerhin wurden Gravitationswellen schon gemessen.
Aber gibt es auch davon Teilchen? Also Gravitonen? Oder sind die nur hypothetisch?
Gravitationswellen sind ja was anderes als Gravitation selbst.
Eine Gravitationswelle vergleiche ich immer mit einem Stein, der in einen See geworfen wird. Der erzeugt Wellen, die man messen kann (das sind die Gravitationswellen, die durch eine große Masse ausgelöst werden).
Gravitation selbst beschreiben wir derzeit durch die Geometrie der Raumzeit. Massen krümmen den Raum. Das funktioniert auch hervorragend, bisher sind alle Vorhersagen eingetroffen und dass die Lichtgeschwindigkeit eine absolute Größe ist, ist bisher immer bestätigt wurden.
Aber es kann nicht das Letzte sein, denn die derzeitige Gravitationstheorie ist nicht vereinbar mit der Quantentheorie (genauer gesagt mit der Quantenfeldtheorie), denn die Quantenfeldtheorie braucht zwingend ein Austauschteilchen für Kräfte, die übertragen werden. Und für die elektromagnetische Kraft, für die starke und die schwache Kraft haben wir dieses Teilchen auch schon gefunden. Photonen, Gluonen und W/Z Bosonen.
Die drei anderen Kräfte hat sich auch keiner ausgedacht oder so. Sie werden zwingend gebraucht um den Elektromagnetismus zu erklären und wieso überhaupt zwei (oder mehr) Protonen in einem Kern zusammen sitzen können, obwohl sich die Protonen gegenseitig abstoßen. Dazu musste erklärt werden, wie überhaupt ein Neutron in ein Proton und Elektron zerfallen kann. Dafür brauchten wir die schwache Kernkraft (ein Proton kann sich auch in ein Neutron verwandeln, was wichtig bei der Kernfusion ist, aber nur mal am Rande gesagt).
Starke und schwache Kernkraft haben eine extrem kurze Reichweite, da sie nur im inneren eines Kerns wirken, während die elektromagnetische Kraft eine unendliche Reichweite besitzt.
Aktuell haben wir die elektromagnetische Kraft mit der schwachen Kernkraft vereinigen können.
Wenn unser Standardmodell der Elementarteilchen stimmen sollte, muss man die starke Kernkraft mit vereinigen können.
Die starke Kernkraft wird mit der Quantenchromodynamik erklärt.,
Die elektromagnetische Kraft wird mit der Quantenelektrodynamik erklärt.
Die schwache Kraft wird mit der Fermi Theorie erklärt.
Die beiden letzteren Kräfte haben wir zur elektroschwachen Kraft vereinigt. Diese Vereinigung wurde bereits in den 60er vorhergesagt und wurde in den 70er experimentell bestätigt.
Die Vereinigung der starken Kraft ist schwieriger, weil das Proton deutlich mehr Energie besitzt als die beiden anderen und wir nicht in der Lage sind, einen so starken Beschleuniger mit diesen Energie bauen zu können.
Das nächste Problem ist, dass die Photonen zwar eine elektrische Ladung übertragen, aber selbst elektrisch neutral sind. Das funktioniert bei der starken Kraft nicht, da hier das Gluon der Kraftüberträger ist und der nicht elektrisch neutral sein kann. Daher hat man eine Farbladung eingeführt, um nicht gegen das Pauli Prinzip zu verstoßen.
Das Standardmodell sagt voraus, dass es einen Protonenzerfall geben muss, der aber bisher nicht bestätigt wurde.
Die Gravitation passt hier aber eben überhaupt nicht rein, muss aber rein passen, wenn die Theorie des Urknalls richtig sein soll.
Während des Urknalls waren alle Kräfte vereint. Nach dem Urknall haben sie sich dann voneinander getrennt, wobei sich die Gravitation von allen anderen Kräften zuerst abgespalten hatte.
Die Gravitation muss sich also ebenfalls quantisieren lassen, wie die anderen Kräfte (also Energie in Paketen aussenden , nicht kontinuierlich), was aber derzeit nicht möglich ist, da die Nichtlinearität der Feldgleichung der allgemeinen Relativitätstheorie dem widerspricht (und in Sachen Mathematik waren wir schon immer sehr gut).