Gravitationswellen: Welche Konsequenzen hat der direkte Nachweis?

Wieso ist es Forschern bisher nicht gelungen, einen direkten Nachweis zu erbringen?
Auch rund 100 Jahre nach der Veröffentlichung von Albert Einsteins Relativitätstheorie tun sich Wissenschaftler schwer damit, einen direkten Nachweis der Gravitationswellen zu liefern. Das lag unter anderem an der schwachen Wechselwirkung zwischen Materie und Gravitation.

Die schönsten Bilder aus dem Weltall

Das Magnetfeld der Sonne

Wissenschaftler der Nasa haben eine neue Darstellung der Sonne erarbeitet: In goldenem Licht lassen sie die Magnetströme auf der Oberfläche der Sonne erstrahlen. Das Originalbild wurde am 12. März im stark ultravioletten Wellenlängenbereich aufgenommen und dann nachbearbeitet, um das Magnetfeld sichtbar zu machen. Auch der ungeübte Betrachter kann leicht erkennen: Die meisten Linien entspringen den hellen Flecken der Sonne. Das sind die Orte mit der höchsten magnetischen Aktivität. Zudem kann man sehen, dass viele der Linien eine aktive Region mit einer anderen verbinden.
Die komplexe Darstellung der Magnetlinien soll es den Wissenschaftlern ermöglichen, Veränderungen und Bewegungen im Laufe der Zeit nachzuverfolgen.

Bild: NASA, SDO, AIA, LMSAL

Der Zwergplanet Ceres

Die Raumsonde „Dawn“ hat im Dezember 2015 die bislang schärfsten Aufnahmen vom Zwergplaneten Ceres zur Erde gefunkt. Aus einer Höhe von nur 385 Kilometern seien noch 35 Meter kleine Details der Oberfläche zu erkennen, teilte dieNasa mit. Die Sonde habe damit ihre niedrigste und endgültige Umlaufbahn erreicht.
Die Bilder zeigen die kraterzerklüftete Oberfläche des Zwergplaneten. Auf einer Aufnahme ist eine ganze Kette von Einschlagkratern zu sehen, die den Namen Gerber Catena bekam. Zudem fänden sich vielerorts Grabenstrukturen. Derartige Oberflächenformen seien sonst vor allem auf größeren Himmelskörpern verbreitet.

Bild: dpa

Der übriggebliebene Planet

Ceres hat laut Nasa einen mittleren Durchmesser von etwa 940 Kilometern. Er ist ein gescheiterter Planet, der bei der Entstehung des Sonnensystems übriggeblieben ist.

Bild: dpa

Die Erde wie gemalt

Es ist eines von insgesamt 17 Bildern, die der Nasa-Astronaut Scott Kelly auf der Internationalen Raumstation (ISS) geschossen hat und in seiner Reihe unter dem #EarthArt auf Twitter postete. Das Bild, das wie gemalt wirkt, entstand während des Überflugs Australiens Mitte Oktober 2015.

Bild: Nasa

Der Mond von hinten

Aus einer Distanz von etwa 1,6 Millionen Kilometern hat der Satellit DSCOVR (Deep Space Climate Observatory) faszinierende Fotos von Erde und Mond aufgenommen. Die US-Raumfahrtbehörde Nasa veröffentlichte am 6. August 2015 Bilder, die Mitte Juli gemacht wurden und die Rückseite des Mondes zeigen. Auf der Website der Nasa ist dazu eine kleine Animation zu sehen, wie der Mond an der Erde vorbeigleitet.

Wegen seiner sogenannten gebundenen Rotation wendet der Mond der Erde immer die gleiche Seite zu. Erstmals wurde seine Rückseite 1959 von der sowjetischen Sonde Lunik 3 erkundet.

Bild: REUTERS

Der ältere Cousin der Erde

Wissenschaftler der US-Raumfahrtbehörde Nasa haben im Juli 2015 einen erdähnlichen Planeten entdeckt. Der „Kepler-452b“ (hier eine Illustration der Nasa) getaufte Himmelskörper sei eine Art „größerer und älterer Cousin“ der Erde, teilten die Forscher bei einer Pressekonferenz mit. Der mit dem Weltraumteleskop „Kepler“ entdeckte Planet befinde sich in der bewohnbaren Zone nahe eines anderen sonnenartigen Sterns. Wasser könnte dort flüssig sein - eine der Grundvoraussetzungen für Leben. Von allen bislang entdeckten Planeten ähnele „Kepler-452b“ bislang am meisten der Erde, sagte Nasa-Manager John Grunsfeld. „Dieses aufregende Ergebnis bringt uns einen Schritt näher zur Entdeckung einer Erde 2.0.“

Bild: AP

Die Erde voll im Blick

Dieses Bild hat Seltenheitswert. Denn so vollkommen von der Sonne erleuchtet, kann die Erde nur ganz selten eingefangen werden. Das letzte Mal gelang das den Apollo-17-Astronauten 1972. Das Foto - "Blue Marble" genannt - ist legendär. Die neue Aufnahme wurde jetzt vom Satelliten Deep Space Climate Observatory (DSCOVR) aus einer Entfernung von über eine Million Kilometer gemacht. Die Kamera EPIC schoss dieses Farbfoto. Das ist die Abkürzung für "Earth Polychromatic Imaging Camera" - eine Kombination aus 4-Megapixel-Kamera und Teleskop. Das Bild ist zusammengesetzt aus drei Einzel-Aufnahmen mit unterschiedlichen Filtern (von Ultraviolett bis Nah-Infrarot).

Bild: Nasa

Dass sie tatsächlich existieren, hat auch vor dem direkten Nachweis am Donnerstag kaum jemand angezweifelt. Denn es gibt einen indirekten Beweis: Die US-Astronomen Russel Hulse und Joseph Taylor studierten über viele Jahre das Doppelsternsystem PSR 1913 und 16. Die Astronomen konnten 1974 zeigen, dass die zwei Neutronensterne Energie verlieren. Und das passt zu Einsteins Annahmen. Für ihre Forschung erhielten sie 1993 den Nobelpreis für Physik.

Welche unmittelbare Bedeutung hat der direkte Nachweis für mich?
Der direkte Nachweis der Gravitationswellen stellt einen Meilenstein für die Forschung dar. Das alles befindet sich allerdings im Bereich der Grundlagenforschung. Für den Menschen wird sich durch einen erst einmal Nachweis nichts ändern.

Welche Bedeutung hat der Nachweis für die weitere Forschung?
Die Existenz von Gravitationswellen ist bestätigt. Die Forscher haben damit eine neue Ära in der Astronomie und Physik eingeläutet oder, um es mit den Worten eines beteiligten Forschers zu sagen: "Das wirklich Spannende ist das, was nun folgen wird." Der direkte Nachweis erlaubt einen ganz neuen Blick auf das Universum und kann beispielsweise die Forschung über Schwarze Löcher oder Neutronensterne vorantreiben. Zudem kann die Erforschung der Gravitationswellen den Widerspruch zwischen Relativitätstheorie und der Quantenmechanik lösen.