Lade Login-Box.
E-Paper
Abo & Service Immo Stellen Trauer

Albert Einsteins Vorhersage bestätigt: Ein Ruf aus dem Dunkel-Universum

Physikern des US-Gravitationswellen-Observatoriums Ligo (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) gelang erstmals der lang gesuchte Nachweis von Gravitationswellen. Es ist eine wissenschaftliche Sensation, denn damit beginnt eine neue Ära der Astronomie.
Eine Plastik-Statue von Albert Einstein steht vor einem Bücherregal in einem Büro der Hebron-Universität von Jerusalem. Einstein hatte die jetzt nachgewiesenen Gravitationswellen vorhergesagt. Foto: Thomas Coex (AFP) Eine Plastik-Statue von Albert Einstein steht vor einem Bücherregal in einem Büro der Hebron-Universität von Jerusalem. Einstein hatte die jetzt nachgewiesenen Gravitationswellen vorhergesagt.
Washington/Hannover. 

Der 11. Februar 2016 wird nicht nur als historisches Datum in die Geschichte der Astronomie eingehen, sondern der Wissenschaft an sich: Zum ersten Mal gelang den Astrophysikern der direkte Nachweis von Gravitationswellen – und das einhundert Jahre, nachdem sie Albert Einstein in seiner Relativitätstheorie vorhergesagt hat.

Der Grundgedanke lautet: Große Massen ziehen sich an, also: der Mond kreist um die Erde, beide zusammen wandern um die Sonne. Bewirkt wird das durch jene Kraft, die uns auch am Boden hält, weil sie uns durch die größere Masse der Erde zu ihrem Mittelpunkt zieht: die Gravitation.

Wie sie im Weltraum wirkt, hat Albert Einstein faszinierend beschrieben, wenn auch nicht alltagsanschaulich: Er packt den dreidimensionalen Raum – Länge, Breite, Höhe sowie die Zeit – zu einer vierdimensionalen Raumzeit zusammen und erklärt die Gravitation als Veränderung dieser Raumzeit.

Diese Simulationen visualisiert, wie zwei Schwarze Löcher verschmelzen – unter Abstrahlung von Gravitationswellen.
ZUM THEMA So revolutionär wie Galileis erster Blick durchs Fernrohr

Der erste direkte Nachweis von Gravitationswellen ist eine der größten wissenschaftlichen Entdeckungen der Gegenwart. Der Erfolg des internationalen Forscherteams öffnet ein neues Fenster ins Weltall – die federführenden Wissenschaftler gelten als Kandidaten für den Physik-Nobelpreis.

clearing

Sie ähnelt einem gigantischen Trampolin. Wer auf dieses gespannte Netz zum Beispiel einen Ball legt, drückt es ein. Kommt nun ein Mensch – und damit eine viel größere Masse – wird die Delle tiefer. Schwarze Löcher im Universum sind solche Dellen. Sie haben eine besonders große Masse, die alles anzieht und sogar verschlingt – selbst das Licht. Daher rührt der Name „Schwarzes Loch“ (englisch „Black Hole“), weil es nicht zu sehen ist. Aber auch das Umkreisen und die Kollision zweier Neutronensterne oder die Explosion einer Supernova gehören dazu.

Kollidieren nun zwei Schwarze Löcher, verschmelzen sie zu einem größeren: Aus zwei Dellen werden eine. Dabei beginnt das ganze Trampolin zu wackeln. Dieses Wackeln nennen die Wissenschaftler „Gravitationswellen“. Allerdings verursachen sie kein Auf und Ab wie beim Wasser eines Sees, das durch den Wind oder einen hingeworfenen Stein in Bewegung gesetzt wird. Stattdessen dehnen und stauchen Gravitationswellen abwechselnd den Raum. Die dabei entstehenden Längenänderungen sind winzig, weshalb es so schwierig ist und war, sie zu messen.

So gelingt der Nachweis

Doch mit speziellen Messinstrumenten – großen Laserinterferometern – ist das möglich, wie sich jetzt gezeigt hat. Das Prinzip beschreibt Professor Karsten Danzmann, Leiter des Albert-Einstein-Instituts (MPI für Gravitationsphysik) in Hannover wie folgt: „Unsere Gravitationswellenmessanlage GEO600 besteht aus zwei 600 Meter langen Tunnel, die im rechten Winkel angeordnet und mit Spiegeln ausgerüstet sind. Durch sie lassen wir nun einen Laserstrahl laufen. Er wird zuerst von einem halbdurchlässigen Spiegel im Zentrum der Anlage aufgespalten, bevor er durch die beiden Arme zu deren normalen Spiegeln läuft.“ Dort werden die Lichtstrahlen reflektiert, um dann erneut durch den zentralen halbdurchlässigen Spiegel zu laufen. Dieser lenkt die Strahlen so um, dass sie sich überlagern, also interferieren. „Stört nun eine Gravitationswelle das System, indem sie die Laufstrecken der aufgespaltenen Laserstrahlen ändert, haben wir sie nachgewiesen.“

Dass dieses Ereignis nun am US-amerikanischen Ligo (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) geschah, hat folgenden Grund, erklärt Danzmann: „Im Prinzip sind sie bei uns nachgewiesen worden, denn Ligo ist auch unser Instrument. Wir sind Teil der Ligo-Kooperation. Und wir in Hannover haben die Tradition, neue Technologie zu schmieden und zu erproben, die für die nächste Generation von Gravitationswellen anwendbar ist. Dass wir hier auch Daten messen können, ist ein Nebenprodukt. Aber all die neuen Technologien sind jetzt in Advanced Ligo. Wir sehen das als unseren Detektor an und sind glücklich, dass alles auf Anhieb gleich beim ersten Versuch funktioniert hat.“

Lesen Sie auf der nächsten Seite: Neue Forschung möglich

1 2
Zur Startseite Mehr aus Wissenschaft

BITTE BEACHTEN SIE: Unser Angebot dient lediglich Ihrer persönlichen Information. Kopieren und/oder Weitergabe sind nicht gestattet. Hier finden Sie Informationen zur Verwendung von Artikeln. Quellen: Mit Material von dpa, afp, kna, AP, SID und Reuters

Archiv ThemenMediadatenKontaktImpressumDatenschutzRSS

© 2016 Frankfurter Neue Presse