Lexikon

Für Situationen mit nur sehr schwacher Gravitation treffen Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie und Newtons Gravitationstheorie sehr ähnliche Vorhersagen über die Bewegung von Körpern und die Lichtausbreitung. Solche Situationen lassen sich daher beschreiben, indem man mit der Newtonschen Theorie beginnt und dann Schritt für Schritt Korrekturterme hinzufügt, mit denen die Effekte der Allgemeinen Relativitätstheorie berücksichtigt werden. Die post-Newtonsche Näherung ist ein Formalismus, der es erlaubt die entsprechenden Korrekturen systematisch zu bestimmen. Die Korrekturen sind dabei hierarchisch geordnet: Werden nur die gröbsten Abweichungen berücksichtigt, spricht man von der ersten post-Newtonschen Näherung (oder der post-Newtonschen Näherung erster Ordnung, 1pN), inklusive der nächst kleineren Korrekturen erhält man die zweite post-Newtonsche Näherung (2pN), und so fort.

Die post-Newtonsche Näherng ist auch entscheidend, um relativistische Effekte in Doppelsternsystemen (zwei sich umkreisende Neutronensterne oder Schwarze Löcher) zu beschreiben. Er spielt daher eine Schlüsselrolle beim direkten Nachweis von Gravitationswellen: Basierend auf dem post-Newtonschen Formalismus werden verschiedene mögliche Gravitationswellenformen modelliert und für die Suche nach Signalen in den Detektordaten verwendet. Der post-Newtonsche Formalismus ist unverzichtbarer Bestandteil aller Wellenformmodelle, besonders wichtig ist er allerdings für Neutronen-Doppelsterne. Für solche Systeme liegt der größte Teil des beobachteten Gravitationswellensignals in dem Regime, in dem die post-Newtonschen Terme dominant sind. Dank eines post-Newtonschen Modells wurden im Jahr 2017 erstmals Gravitationswellen aus der Verschmelzung von zwei Neutronensternen nachgewiesen.

Weitere Informationen zu den post-Newtonschen Näherungen bietet das Vertiefungsthema Schritt für Schritt von Newton zu Einstein.