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Wissen & Umwelt

Gravitationswellen zum dritten Mal nachgewiesen

Im Januar haben Forscher des LIGO-Experiments zum dritten Mal Gravitationswellen gemessen. Die Wellen stammen von der Fusion zweier schwarzer Löcher, die etwa drei Milliarden Lichtjahre entfernt sind.

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Am Donnerstag haben Forscher des internationalen LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) Experiments bekanntgegeben, dass ihnen zum dritten Mal der Nachweis von Gravitationswellen gelungen ist.

Das Laser-Interferometer-Gravitations-Observatorium, dessen Antennen in den US-Bundesstaaten Louisiana und Washington installiert sind, hatte die Wellen am 4. Januar registriert. Das Observatorium besteht aus vier Kilometer langen L-förmig ausgerichteten unterirdischen Armen, deren präzise Länge durch Laserdetektoren gemessen wird.

Die Existenz von Gravitationswellen hatte der Physiker Albert Einstein vor rund 100 Jahren in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie bereits postuliert. Allerdings war es bis 2015 nicht gelungen, einen Nachweis des Phänomens zu erbringen.

Gravitationswellen strecken und stauchen die Raumzeit ähnlich wie ein ins Wasser geworfener Stein die Wasseroberfläche. Sie entstehen immer dann, wenn massereiche Objekte sich bewegen. Je größer die Masse und je schneller die Bewegung desto höher die Welle.

Daher sind Gravitationswellen vor allem dann messbar, wenn schwarze Löcher miteinander verschmelzen. Diese entstehen in den Endstadien von besonders massereichen Sternen. Mit ihrer enormen Schwerkraft saugen sie alles in ihrer Umgebung auf, selbst Licht kann nicht mehr entweichen.

Signal aus drei Milliarden Lichtjahren Entfernung

Die erste direkte Beobachtung von Gravitationswellen hatten Forscher im September 2015 gemacht und am 11. Februar 2016 bekannt gegeben. Sie stammten von der Fusion zweier schwarzer Löcher schätzungsweise 1,3 Milliarden Lichtjahre entfernt. Dabei war ein schwarzes Loch mit 62 Sonnenmassen entstanden.

USA LIGO Livingston Forschungszentrum (Courtesy Caltech/MIT/LIGO Laboratory)

Das Ligo Experiment besteht aus kilometerlangen Armen. Schwankt ihre Länge, misst ein Laser dies ganz präzise.

Beim zweiten Mal detektierte LIGO Wellen in einer Entfernung von 1,4 Milliarden Lichtjahren und ein schwarzes Loch mit der 21-fachen Sonnenmasse.

Beim dritten Mal waren es jetzt etwa drei Milliarden Lichtjahre. Bei der zuletzt beobachteten Fusion zweier schwarzer Löcher betrug die Masse des neu entstandenen schwarzen Lochs etwa das 49-fache der Sonne.

Das jüngste Signal war schwächer als beim ersten Nachweis von Gravitationswellen, weil das neue Ereignis mit rund drei Milliarden Lichtjahren diesmal etwa doppelt so weit entfernt war, wie bei den letzten Messungen.

Eine neue Art von schwarzen Löchern

Die Beobachtung bestätige zudem die Existenz einer neuen Klasse Schwarzer Löcher, schreiben die Forscher, die ihre Entdeckung im Fachblatt "Physical Review Letters" vom Donnerstag veröffentlichten. "Das sind Objekte, von denen wir gar nicht wussten, dass sie existieren, bevor LIGO sie entdeckt hat", betonte LIGO-Sprecher David Shoemaker vom Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Nur einen Tag vor der Publikation hat die Körber-Stiftung den Physiker Karsten Danzmann , der für das Max-Planck-Institut für Gravitationsforschung maßgeblich an LIGO beteiligt ist, mit einem renomierten Forschungspreis geehrt.

Fs/cb (dpa/afp)

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