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Aktuell Welt

Wissenschaftler beobachten erstmals Gravitationswellen

Es ist ein Jahrhunderterfolg: Weltraumforscher haben nach eigenen Angaben die von Albert Einstein vor 100 Jahren vorhergesagten Gravitationswellen erstmals direkt nachgewiesen.

Die Astrophysiker vom Gravitationswellen-Observatorium LIGO präsentierten ihre nobelpreisverdächtige Entdeckung in Washington. Gravitationswellen entstehen vor allem, wenn große Objekte wie Sterne beschleunigt werden. Sie stauchen und strecken den Raum - ähnlich wie ein ins Wasser geworfener Stein, der sich ausbreitende Wellen auf der Oberfläche erzeugt.

Neue Ära in der Physik und Astronomie

Mit dem Gravitationswellen-Observatorium LIGO in den USA fingen die Astrophysiker die Signatur zweier verschmelzender Schwarzer Löcher auf, wie das LIGO-Konsortium berichtete. "Wir haben eine Art neues Teleskop gebaut und ein völlig neues Feld eröffnet", sagte einer der LIGO-Gründungsväter, Rainer Weiss, vom Massachusetts Institute of Technology. An der Entdeckung waren auch deutsche Forscher beteiligt.

Erstmals ließen sich nun Schwarze Löcher direkt beobachten, sagte Alessandra Buonanno, Direktorin am Max-Planck-Institut in Potsdam. Die Möglichkeit, Gravitationswellen direkt zu messen, setlle ein fundamental neues Werkzeug zur Erforschung des Universums dar, betonte Buonanno. "Damit beginnt mit Sicherheit eine neue Ära in der Physik und Astronomie."

Einstein bestätigt

Gravitationswellen gehören zu den spektakulären Vorhersagen von Albert Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie. Jeder beschleunigte Körper sendet demnach Gravitationswellen aus - also auch ein Autofahrer, der an einer Ampel startet. Die Wellen sind umso stärker, je mehr Masse der Körper hat. Jedoch sind sie in der Regel so winzig, dass Einstein selbst nicht daran glaubte, dass man sie jemals messen könnte. Seit über 50 Jahren suchen Physiker einen direkten Nachweis. Dieser ist nun offensichtlich mit den beiden LIGO-Messtationen (Laser-Interferometer-Gravitationswellen-Observatorium) in Livingston und Hanford gelungen.

"Wir haben die letzten vier Umläufe von zwei Schwarzen Löchern gesehen, bevor sie miteinander verschmolzen sind", berichtete der geschäftsführende Direktor des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik in Potsdam und Hannover, Bruce Allen. Das Institut ist aktiv an der Suche beteiligt und hat Technologie zu dem LIGO-Observatorium beigetragen. Zwei Wissenschaftler aus Hannover hätten das Signal aus den USA als erste bemerkt.

Messung mit Laserystem

Den Analysen zufolge hatten die beiden beobachteten Schwarzen Löcher 29 und 36 Mal so viel Masse wie unsere Sonne. Das aus ihrer Verschmelzung hervorgegangene Schwarze Loch besitzt jedoch nur 62 Sonnenmassen. Die Differenz von 3 Sonnenmassen ist gemäß Einsteins Masse-Energie-Äquivalenz in Form von Gravitationswellenenergie abgestrahlt worden. Die LIGO-Wissenschaftler beschreiben ihre Entdeckung im renommierten Fachblatt "Physical Review Letters".

LIGO misst das Erzittern der Raumzeit mit Hilfe von zwei jeweils vier Kilometer langen auf einem flachen Boden liegenden Röhren, die rechtwinklig aufeinander stoßen. Über ein Lasersystem in den Röhren lässt sich die Länge der Arme extrem genau überwachen. Läuft eine Gravitationswelle durch die Anlage, staucht und streckt sie die Arme unterschiedlich stark. Die verschmelzenden Schwarzen Löcher stauchten die Anlage nur um ein Tausendstel der Dicke eines Wasserstoffatomkerns. Dennoch schlug der Detektor an.

cr/qu (dpa, afp)