Richtungsweisende Entdeckung aus dem All
Das Artefakt der schwarzen Löcher
Illustrtion: The SXS Project
Kollision nach mehreren Milliarden Jahren: Verschmelzung zweier schwarzer Löcher wird erstmals vom Menschen gemessen. Illustrtion: The SXS Project
Kollision nach mehreren Milliarden Jahren: Verschmelzung zweier schwarzer Löcher wird erstmals vom Menschen gemessen.

Die von Einstein erstmals vor ziemlich genau 100 Jahren in seiner allgemeinen Relativitätstheorie erwähnten Gravitationswellen konnten physikalisch direkt nachgewiesen werden. Das Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, kurz LIGO, hat am 11. Februar 2016 diese bahnbrechende Entdeckung bekannt geben können. 

Bereits am 14. September vergangenen Jahres wurden von den LIGO-Detektorelementen, die sich an den amerikanischen Standorten Livingston und Hanford befinden, kleine Wellenformen in der Raumzeit  gemessen: Gravitationswellen, verursacht durch ein 1,3 Milliarden Jahre zurückliegendes entferntes kataklystisches Ereignis im Weltraum – nämlich die Verschmelzung zweier schwarzer Löcher. 

Laut Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie verlieren zwei schwarze Löcher, die umeinander kreisen, Energie durch die Ausstrahlung von Gravitationswellen, und nähern sich damit einander graduell über Milliarden von Jahren hinweg an; um einiges schneller aber in der finalen Phase, nämlich mit beinahe halber Lichtgeschwindigkeit. Bei der darauf folgenden Kollision wird dann ein Teil der Massen (hier 29 und 36 Sonnenmassen) in Energie umgewandelt, welche dann als letzter starker Impuls in Form von Gravitationswellen ausgestrahlt wird. Diese Art von Kollision war zwar vorhergesagt, niemals zuvor aber direkt beobachtet beziehungsweise gemessen worden.

Fünf Jahrzehnte Arbeit

„1992, als LIGOs Anschubfinazierung genehmigt wurde, repräsentierte dies die größte Investition, die jemals von der National Science Foundation (NSF) getätigt wurde“, so France Córdova, Direktorin der NSF. Allerdings sei dieses Risiko eines, das die NSF guten Gewissens  einginge, da sie sich als Institution betrachtet, die Wissenschaft ab einem Punkt auf dem Weg zur Entdeckung unterstütze, ab dem der weitere Pfad „alles andere als klar erscheint“ erläutert Córdova weiter.

Aber auch vor dieser Finanzspritze hatten sich WissenschaftlerInnen intensiv mit einem direkten Nachweis der Gravitationswellen beschäftigt. Professor Ralf-Jürgen Dettmar vom Lehrstuhl für Astronomie an der RUB erklärt, die extrem sensible und einzigartige Messtechnik, mit der hier gearbeitet wurde, sei besonders hervorzuheben, da sie die genauste Messung erlaubt, die jemals vom Menschen gemacht wurde. „Die Leute haben da ihr Leben reingesteckt, 30-40 Jahre Arbeit investiert, eine ganze Karriere.“

Eine vielversprechende Zukunft

Die Möglichkeiten, die sich mit dieser Entdeckung auftun, sind gigantisch. Gravitationswellen sind, anders als elektromagnetische Strahlung, bei ihrer Reise durch den Raum nicht durch Materie beeinflussbar, können sich also ungehindert durch den Raum bewegen und einen klaren Ausblick liefern. „Was man hofft, ist, dass mehr Prozesse, die vorhergesagt sind, in Zukunft gesehen werden können“, so Dettmar. 

Es geht darum, Ereignisse jetzt noch genauer lokalisieren zu können; bisher könne man zwar eine ungefähre Richtung bestimmen, allerdings sei diese so etwas wie „die eine Hälfte des Himmels“. Also im wahrsten Sinne des Wortes eine richtungsweisende Entdeckung.

 

:Tobias Möller