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Gravitationswellen
13.02.2016

Gravitationswellen: Warum ihr Nachweis eine Sensation ist

Computerdarstellung von Gravitationswellen. Ihr Nachweis schlägt ein neues Kapitel in Physik und Astronomie auf.
Foto: R. Hurt / Caltech-Jpl (dpa)

Der Beweis für Gravitationswellen ist 100 Jahre nach Einstein da und die Welt der Wissenschaft steht Kopf. Doch was genau ist so spannend an den Gravitationswellen?

Gravitationswellen sind momentan in aller Munde. Denn Forschern ist es gelungen, die Wellen nachzuweisen - und das 100 Jahre nachdem Albert Einstein die Theorie aufgestellt hat, dass sie existieren. Die Gerüchte dass es Forschern gelungen ist, die Wellen nachzuweisen, kursierten schon seit Monaten - jetzt ist man sicher allerdings sicher. Doch was sind das eigentlich für Wellen? Warum sind sie so wichtig? Und warum war es so schwierig, sie zu finden?

Was sind Gravitationswellen?

Man stelle sich das Unvorstellbare vor: zwei Schwarze Löcher auf Kollisionskurs. Sich eines davon vorzustellen ist schon schwierig genug. Schließlich entkommt nichts den finsteren Giganten. Zumindest fast nichts. Sie ziehen Materie an, sie ziehen Wellen wie Licht an. Schwarze Löcher gehören zu den größten und schwersten Gebilde im Weltall - und wir können sie nicht sehen. Weil einfach nichts entkommt und zu uns gelangt, das sich beobachten ließe. Bis jetzt.

Hier kommen die Gravitationswellen ins Spiel. Die Anziehungsfelder oder Gravitationsfelder der Schwarzen Löcher ändern sich, wenn sie einander zu nahe kommen. Früher dachte man, dass sich die Gravitationsfelder sofort zu einem neuen, großen Gravitationsfeld anpassen. Dann kam Albert Einstein. Er sagte, dass nichts schneller als mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs sein kann. Das gilt auch für die Änderung der Gravitationsfelder. Die Fusion findet zwar immer noch statt - aber zeitlich verzögert. Die Gravitationsfelder sind also nicht von jetzt auf gleich angepasst. Es kommt stattdessen zu Wellen, die sich in Lichtgeschwindigkeit ausbreiten.

Gravitationswellen gehören zu den spektakulärsten Vorhersagen von Albert Einstein.
Foto: dpa/Archiv

Einstein sagte diese Wellen vor fast genau 100 Jahren voraus, als Teil seiner Allgemeinen Relativitätstheorie. Nachweisen konnte man sie allerdings bislang nicht. Dabei müssten sie theoretisch immer entstehen, wenn beschleunigte Massen aufeinander treffen - also auch auf der Erde und im Sonnensystem. Das Problem ist nur: Diese Wellen sind zu schwach, um nach derzeitigem Stand der Technik messen zu können. Deshalb haben die Forscher nun die Kollision von zwei Schwarzen Löchern ausgewertet, also zwei der größten Objekte, die es im Weltall gibt, um sie sicher zu erkennen.

Gravitationswellen: Geben sie Aufschluss über schwarze Löcher?

Materie, Wellen, nichts entkommt dem Schwarzen Loch. Fast nichts. Der Clou ist aber: Gravitationswellen kommen bei uns auf der Erde an. Und werden nicht vom Schwarzen Loch aufgehalten. Plötzlich könnte dieses Loch gar nicht mehr so schwarz sein, wenn die Messung von Gravitationswellen noch genauer wird.

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Forscher feiern daher die Entdeckung als "Jahrhundertfund". Nicht, weil damit Einstein bewiesen wurde - an seiner Theorie hat kaum noch jemand gezweifelt. Sondern, weil der Vergleich verschiedener Gravitationswellen Aufschluss über die Dinge geben könnte, die den Wissenschaftlern bislang verborgen geblieben sind.

Was geschieht in einem Schwarzen Loch? Wie genau funktioniert ein Neutronenstern? Wie genau lief der Urknall ab? Und wie lässt sich erklären, dass große Dinge scheinbar anders funktionieren, nämlich nach der Relativitätstheorie, als die kleinsten Teilchen, die in der Quantenmechanik beschrieben sind. An einer Erklärung dafür scheiterte sogar Albert Einstein. Die Wissenschaft könnte ihr nun einen Schritt näher sein. AZ

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