Ein neues Zeitalter: Gravitationswellen sind endlich nachgewiesen

Die Wissenschaftler am Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO) haben heute ein neues Zeitalter in der Erforschung des Universums eingeleitet: Erstmals konnten Gravitationswellen direkt nachgewiesen werden.
Infografik: LIGO
Dass es diese Erschütterungen der Raumzeit geben müsste, geht im Grunde schon aus der vor hundert Jahren von Albert Einstein aufgestellten Allgemeinen Relativitätstheorie hervor. Dieser dürfte sich aber nie erträumt haben, dass man sie überhaupt nachweisen kann. Um dies zu schaffen, waren nun auch Instrumente nötig, deren Funktionsweise zwar simpel klingt, die aber höchst schwierig zu bauen sind.

Am LIGO wird ein Laserstrahl aufgespalten, durch zwei getrennte Röhren geschickt, von Spiegeln reflektiert und vor einem Detektor wieder zusammengeführt. Das Instrument ist dabei so ausgerichtet, dass die Wellen des Lasers sich gegenseitig auslöschen. Eine Gravitationswelle sorgt nun aber für eine kleine Verzerrung im Raum, so dass sich die Länge der Röhren geringfügig ändert. Die Laser-Wellen überlagern sich so nicht mehr und treffen am Detektor ein. Bei der fraglichen Längenänderung geht es um rund hundert Zeptometer (Trilliardstel Meter - was kleiner als ein Atomkern ist).


Die Gravitationswellen, die die Forscher nun beobachtet haben, sollen von der Kollision zweier Schwarzer Löcher verursacht worden sein. Grundsätzlich können sie immer dann entstehen, wenn zwei Objekte miteinander interagieren - doch es müssen schon sehr massereiche Objekte beteiligt sein, damit Wellen entstehen, die selbst mit den empfndlichsten Instrumenten registriert werden können. Die beiden Schwarzen Löcher, um die es nun ging, hatten vermutlich jeweils mehrere hundert Mal die Masse unserer Sonne.

Nun, da die Existenz von Graviationswellen im Grunde nachgewiesen ist, wird man darangehen, diese zur weitergehenden Erforschung des Universums zu beobachten. Neben den diversen elektromagnetischen Spektren und Elementarteilchen steht dafür also nun ein neues Medium zur Verfügung.

Es gilt als sicher, dass für die heutige Verlautbarung am LIDO ein Nobelpreis fällig wird. Diesen hatten schon die Astronomen Russell Alan Hulse und Joseph Taylor im Jahr 1993 für einen indirekten Nachweis erhalten. Sie beobachteten in den 1970er Jahren zwei sich umkreisende Neutronensterne, deren Umläufe umeinander langsamer wurden. Hier wurde angenommen, dass dies verursacht wird, weil das Doppelsternsystem durch das Auslösen von Gravitationswellen Energie verliert.

Am LIGO hatte man die Gravitationswellen im Grunde sogar schon vor einigen Monaten beobachtet. Allerdings war in die Analyse der Daten damals noch ein Wert eingegangen, dessen Korrektheit noch nicht durch das in der Forschung üblichen Peer-Review bestätigt worden war. Daher hielt man sich mit offiziellen Verlautbarungen noch zurück.