Gravitationsgedächtnis: Beweis der Einstein-Theorie scheint machbar

Ein internationales Team von theoretischen Physikern hat eine neue Möglichkeit aufgezeigt, eine der faszinierendsten Vorhersagen von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie zu überprüfen: das soge­nannte Gravitationsgedächtnis.

Dauerhafte Spuren der Gravitationswellen

Diese Theorie besagt, dass Gravitationswellen, die durch kosmische Ereignisse wie die Kollision schwarzer Löcher entstehen, dauerhafte Spuren in der Raumzeit hinterlassen könnten. Zuletzt war man schon glücklich darüber, die Gravitations­wellen selbst überhaupt nachweisen zu können. Nun schlagen Forscher vor, dass sich Spuren, die diese hinterlassen, in der kosmischen Hinter­grund­strahlung, dem schwachen Echo des Urknalls, finden lassen könnten, berichtet das Magazin Live Science.

Ihre Forschungsarbeit legt nahe, dass Licht, das durch den Kosmos reist, durch vergangene Gravitationswellen beeinflusst wird und diese Information in Form von winzigen Temperaturveränderungen in der Hintergrundstrahlung speichern könnte. Falls diese subtile Signatur nachgewiesen wird, wäre dies eine ein­drucks­volle Bestätigung für Einsteins Theorie und würde neue Einblicke in die Entwicklung des Universums ermöglichen.


Massereiche Objekte, wie schwarze Löcher, krümmen die Raumzeit und können Wellen aussenden, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Anders als normale Wellen können Gravitationswellen jedoch die Struktur der Raumzeit dauerhaft verändern. Das bedeutet, dass Teilchen, die von diesen Wellen getroffen werden, ihre Geschwindigkeit oder Richtung leicht ändern könnten.

Die Forscher untersuchten, ob dieses Phänomen in der kosmischen Hinter­grund­strahlung sichtbar sein könnte. Ihre Berechnungen zeigen, dass ver­gan­ge­ne Kollisionen schwarzer Löcher messbare Veränderungen in diesem Strahlungs­hinter­grund hinter­lassen sollten. Die Signalstärke würde davon abhängen, wie schwer die kollidierenden schwarzen Löcher waren und wie häufig solche Ereignisse in der Geschichte des Universums vorkamen.

Billionstel Grad

Allerdings sind diese Tem­pe­ra­tur­ver­än­de­run­gen winzig, nur im Billionstel­bereich eines Grades. Aktuelle Teleskope, wie der Planck-Satellit, sind nicht empfindlich genug, um diese winzigen Verzerrungen zu erfassen. Doch künftige, präzisere Instrumente könnten diesen Nachweis erbringen und damit eine völlig neue Möglichkeit schaffen, die Geschichte des Universums zu erforschen.

Die Wissenschaftler betonen, dass ihre bisherigen Berechnungen auf vereinfachten Annahmen basieren. So gingen sie beispielsweise davon aus, dass alle kollidierenden schwarzen Löcher die gleiche Masse haben, was in Wirklichkeit nicht der Fall ist. Um genauere Vorhersagen zu treffen, sind daher verfeinerte Modelle erforderlich.


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