Masse hat unterschiedliche Definitionen. Die Bahn des Mondes bestätigt, dass zwei gleichwertig sind.

Masse ist Masse ist Masse.

Physiker haben drei verschiedene Definitionen von Masse, die alle als äquivalent betrachtet werden. Messungen des Abstands zwischen der Erde und dem Mond bestätigen, dass zwei dieser Massen genauer als je zuvor übereinstimmen, berichten Physiker am 13. Juli in Physical Review Letters. Dieses Ergebnis bestätigt eine der grundlegendsten Grundlagen der Physik: Newtons drittes Bewegungsgesetz.

Die Trägheitsmasse bestimmt, wie leicht ein Objekt auf eine Kraft reagiert. Dann gibt es die aktive gravitative Masse, die die Stärke des gravitativen Feldes eines Objekts bestimmt. Abgerundet wird das Trio durch die passive gravitative Masse, die die Kraft auf ein Objekt in einem gegebenen gravitativen Feld vorgibt.

"Es ist eine große Frage in der Physik, warum diese Massen alle gleich sind", sagt der theoretische Physiker Claus Lämmerzahl von der Universität Bremen. Daher möchten Wissenschaftler sicherstellen, dass sie nicht leicht unterschiedlich sind.

Zuvor hatte das Mikroskop-Experiment die Gleichwertigkeit von Trägheitsmasse und passiver gravitativer Masse in Tests an Bord eines Satelliten bestätigt (SN: 9/14/22).

In der neuen Studie verglichen Wissenschaftler aktive und passive gravitative Massen für zwei Elemente, die in verschiedenen Teilen des Mondes gefunden wurden: Eisen im Kern und Aluminium in der Kruste.

Newton's drittes Gesetz, oft formuliert als "für jede Aktion gibt es eine gleichwertige und entgegengesetzte Reaktion", legt nahe, dass die gravitative Anziehungskraft des Eisens auf das Aluminium gleich der Anziehungskraft des Aluminiums auf das Eisen sein sollte.

Wenn die aktiven und passiven Massen unterschiedlich wären, würde dies gegen die Regel verstoßen und der ungleichmäßige Kräftewettstreit würde die Umlaufbahn des Mondes verändern. Basierend auf jahrzehntelangen Lasermessungen des Abstands des Mondes von der Erde und seiner Position in seiner Umlaufbahn waren das Verhältnis von aktiven und passiven gravitativen Massen für die beiden Materialien um etwa vier Billionstel Prozent gleich, berichten Lämmerzahl und Kollegen.

Eine Unterschied zu finden, würde auch mit Einsteins Theorie der Schwerkraft, der allgemeinen Relativitätstheorie, kollidieren. Der Mond liefert also nicht nur einen Sieg für Newton, sondern auch für Einstein.

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