Forscher melden bahnbrechende Messung

Schon Albert Einstein sprach von ihnen. Jetzt messen Wissenschaftler erstmals Gravitationswellen. Eine neue Ära der Astronomie.

Von schwarzen Löchern verursacht: Gravitationswellen in einer Computersimulation.

Von schwarzen Löchern verursacht: Gravitationswellen in einer Computersimulation. Bild: Nasa

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Ein internationales Team von Wissenschaftlern hat bahnbrechende Forschungsergebnisse zur Relativitätstheorie von Albert Einstein vorgelegt: Die Forscher wiesen nach eigenen Angaben erstmals direkt sogenannte Gravitationswellen nach und bestätigten damit einen zentralen Baustein von Einsteins hundert Jahre alter Theorie. Die am Donnerstag in Washington präsentierten Erkenntnisse könnten helfen, die Geheimnisse um die Entstehung des Universums zu lüften. France Cordova von der Nationalen Forschungsstiftung der Vereinigten Staaten (NSF) sprach von der «Geburt eines völlig neuen Bereichs in der Astrophysik». Die nobelpreisverdächtige Entdeckung sei vergleichbar mit dem Moment, als Galileo Galilei im 17. Jahrhundert das erste Mal sein Fernrohr gen Himmel gerichtet habe.

Erfasst wurden die Gravitationswellen den Angaben zufolge am 14. September von den beiden unterirdischen Laserdetektoren des Ligo-Observatoriums, die in den US-Bundesstaaten Louisiana und Washington stehen. Die winzigen Wellen sind Verzerrungen der Raumzeit, die bei äuserst energiereichen Ereignissen im Universum entstehen - beispielsweise bei Explosionen von Riesensternen oder durch zusammenstossende schwarze Löcher. Anschliessend breiten sie sich mit Lichtgeschwindigkeit ungebremst durchs All aus.

Die gemessenen Gravitationswellen stammen den Angaben zufolge von der Fusion zweier schwarzer Löcher vor schätzungsweise 1,3 Milliarden Jahren, ihre Masse betrug das 29-fache bis 36-fache unserer Sonne. Schwarze Löcher 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.

«Wir glauben, dass die Entdeckung von Gravitationswellen revolutionärer sein könnte als das Teleskop, da sie sich von Lichtquellen unterscheiden», sagte der am Ligo-Observatorium beteiligte Astrophysiker David Shoemaker vom Massachusetts Institute of Technology (MIT). Forscher könnten künftig auch Signale von äusserst massereichen Gebilden im Universum wie schwarzen Löchern und Neutronensternen erfassen. Shoemaker erhoffte sich neue Erkenntnisse über die Entstehung von Galaxien und den Aufbau des Universums.

Neues Werkzeug für die Astronomie

«Die Menschheit verfügt jetzt über ein anderes Werkzeug, um das Universum zu erkunden», fügte der Nasa-Astrophysiker Tuck Stebbins hinzu. «Die Schwerkraft ist die Kraft, die das Universum kontrolliert.» Mit der Möglichkeit, Gravitationswellen aufzuspüren, könnten «fundamentale Phänomene des Kosmos» erforscht werden, die sonst unentdeckt geblieben wären. Selbst ein flüchtiger Blick auf die ersten Millisekunden des Urknalls sei denkbar.

Einstein hatte Gravitationswellen in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie beschrieben, die er am 25. November 1915 in der Preussischen Akademie der Wissenschaften vorgestellt hatte. Im Kern der Theorie steht die Annahme, dass Raum und Zeit im Universum relative Grössen sind und in Abhängigkeit von der Schwerkraft stehen. Vereinfacht gleicht die Raumzeit einem Netz, das von einem schweren Objekt gekrümmt wird.

Aus Anlass der Entdeckung zeigte die Hebräische Universität in Jerusalem am Donnerstag zwei Originaldokumente Einsteins: Das erste Schriftstück enthält die vollständige Beschreibung von Gravitationswellen, das zweite ist eine Seite aus seiner Darlegung der Relativitätstheorie. «Einstein ersann dies mit Stift und Papier. Und die Menschheit brauchte hundert Jahre, um die Werkzeuge zu entwickeln, einen flüchtigen Blick darauf zu werfen», erklärte Roni Grosz, Kurator der Einstein-Archive.

Seit Jahrzehnten hatten Astrophysiker nach einer Bestätigung der Gravitationswellen gesucht. Im Jahr 1974 hatten die Forscher Russell Hulse und Joseph Taylor bereits indirekt den Beweis für die Existenz von Gravitationswellen erbracht und dafür 1993 den Physik-Nobelpreis erhalten. An dem nun verkündeten Durchbruch waren neben Teams aus den USA, Frankreich und einer Reihe weiterer Länder auch Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik und der Leibniz Universität Hannover beteiligt.

«Ich bin stolz darauf, dass zwei Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik das Signal als Erste gesehen haben und dass unser Institut eine führende Rolle bei dieser spannenden Entdeckung spielt», sagte der Direktor der in Hannover und Potsdam ansässigen Einrichtung, Professor Bruce Allen.

(spu)

Erstellt: 11.02.2016, 16:32 Uhr

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