Gravitationswellen endlich erfasst

Nobelpreise für Physik bekannt gegeben

03.10.2017 - Schweden

Am 14. September 2015 wurden zum ersten Mal die Gravitationswellen des Universums beobachtet. Die Wellen, die Albert Einstein vor hundert Jahren vorausgesagt hatte, kamen aus einer Kollision zweier schwarzer Löcher. Es dauerte 1,3 Milliarden Jahre, bis die Wellen in den USA beim LIGO-Detektor ankamen.

© Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

Das Signal war extrem schwach, als es die Erde erreichte, aber verspricht bereits eine Revolution in der Astrophysik. Gravitationswellen sind eine völlig neue Art, die gewalttätigsten Ereignisse im Weltraum zu beobachten und die Grenzen unseres Wissens auszuloten.

LIGO, das Laser-Interferometer Gravitationswellenobservatorium, ist ein Gemeinschaftsprojekt mit über tausend Forschern aus mehr als zwanzig Ländern. Gemeinsam haben sie eine fast fünfzig Jahre alte Vision verwirklicht. Die Nobelpreisträger des Jahres 2017 waren mit ihrem Enthusiasmus und ihrer Entschlossenheit für den Erfolg von LIGO von unschätzbarem Wert. Die Pioniere Rainer Weiss und Kip S. Thorne sorgten zusammen mit dem Wissenschaftler und Leiter Barry C. Barish, der das Projekt zum Abschluss brachte, dafür, dass nach vier Jahrzehnten Forschung, Gravitationswellen endlich beobachtet wurden.

Bereits Mitte der 70er Jahre hatte Rainer Weiss mögliche Störgeräuschquellen analysiert und einen Detektor, ein lasergestütztes Interferometer, entwickelt, das dieses Rauschen überbrücken sollte. Sowohl Kip Thorne als auch Rainer Weiss waren schon früh der festen Überzeugung, dass Gravitationswellen erkannt werden können und eine Revolution in unserem Wissen über das Universum bewirken.

Gravitationswellen breiteten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus und erfüllten das Universum, wie Albert Einstein in seiner allgemeinen Relativitätstheorie beschrieb. Sie entstehen immer dann, wenn eine Masse beschleunigt wird, wie wenn sich Eisläufer-Pirouetten oder schwarze Löcher umeinander drehen. Einstein war überzeugt, dass es nie möglich sein würde, sie zu messen. Die Leistung des LIGO-Projekts bestand darin, mit einem Paar gigantischer Laserinterferometer eine Veränderung zu messen, die tausendmal kleiner als ein Atomkern war, als die Gravitationswelle an der Erde vorbeigeflogen ist.

Bisher wurden alle Arten von elektromagnetischer Strahlung und Teilchen, wie z. B. kosmische Strahlung oder Neutrinos, zur Erforschung des Universums verwendet. Gravitationswellen sind jedoch ein direktes Zeugnis für Störungen in der Raumzeit selbst. Das ist etwas völlig Neues und Anderes, das unsichtbare Welten eröffnet. Eine Fülle von Entdeckungen wartet auf diejenigen, denen es gelingt, die Wellen einzufangen und ihre Botschaft zu interpretieren.

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