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Gravitationswellen Forscher bestätigen Einsteins Vorhersage

Vor 100 Jahren hat Albert Einstein die Existenz von Gravitationswellen vorausgesagt. Forschern ist jetzt der direkte Nachweis gelungen. Die nobelpreisverdächtige Arbeit ist der Start für eine neue Ära der Astronomie.

Schwarzes Loch: Nasa-Forscher mit einer 3D-Simulation. Quelle: AP

Der 11. Februar 2016 wird in die Geschichte eingehen - als der Tag, an dem es Wissenschaftlern gelungen ist, die Existenz von Gravitationswellen nachzuweisen. Und das fast auf den Punkt genau 100 Jahre nachdem Physiker Albert Einstein seine allgemeine Relativitätstheorie veröffentlicht hat. Mit großer Spannung hat die Welt am Donnerstagnachmittag nach Washington geschaut. Um 16:30 Uhr MEZ ist ein internationales Team von Gravitationsforscher vor die Presse getreten und hat einen Statusbericht zur Suche nach Gravitationswellen vorgestellt.

Die wichtigsten Fakten im Überblick:

Was ist das Ergebnis des Statusberichts?
Das internationale Forscherteam mit über 1000 beteiligten Wissenschaftlern hat am Donnerstagnachmittag verkündet, dass ihnen der Nachweis von Gravitationswellen gelungen ist. Das sei bereits am 14. September 2015 geschehen. Die Analyse der Daten habe sich aber gezogen. Die gemessenen Gravitationswellen stammen von zwei Schwarzen Löchern, eines mit 29 und eines mit 36 Sonnenmassen, die umeinander gekreist und dann ineinander gestürzt sind. Die Forscher konnten auch die Entfernung der Schwarzen Löcher aus der Amplitude des Signals bestimmen: Sie sind 1,3 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt. Zeitgleich mit der Pressekonferenz wurden die Ergebnisse im Fachmagazin "Physical Review Letters" veröffentlicht.

Curiosity kommt in die Jahre
März 2017Curiosity hat inzwischen deutliche Abnutzungsspuren. Ein Routine-Check der Reifen im März zeigt, dass es am linken mittleren Reifen zwei Brüche der sogenannten Stege im Profil gibt. Der Rover hat während seiner Reise über den Roten Planeten inzwischen etwa 16 Kilometer zurückgelegt. Curiosity-Projektmanager Jim Erickson sagte, alle sechs Reifen hätten trotz der sichtbaren Schäden noch genug Lebenszeit, um den Rover zu allen geplanten Orten zu bringen. Die regelmäßige Überwachung der Reifen wurde eingeführt, nachdem die Forscher im Jahr 2013 deutlich mehr Dellen und Löcher in den Rädern entdeckt hatten, als erwartet worden war. Tests auf der Erde hatten gezeigt, dass der Bruch von drei Stegen zeigt, dass etwa 60 Prozent der Lebenserwartung des Reifens erreicht sind. Curiosity hat aber bereits deutlich mehr als diesen Anteil an der geplanten Strecke zurückgelegt. Quelle: NASA/JPL-Caltech/MSSS
US-Präsident Barack Obama verlässt das Weiße Haus - und auch Curiosity verabschiedet sich. Quelle: Screenshot
Mars: Curiosity untersucht Meteoriten Quelle: NASA, JPL-Caltech, LANL, CNES, IRAP, LPGNantes, CNRS, IAS, MSSS
September 2016Die Kuppen und herausstehenden Felsen aus Schichtgestein am Mount Sharp entstanden wohl aus von Wind abgelagertem Sand. Sie erinnern stark an Wüstenlandschaften auf der Erde, etwa im Grand Canyon oder dem Monument Valley. Quelle: NASA
September 2016Der Rover sendet neue Fotos vom Mars: Im Hintergrund der Aufnahme ist der Rand des Gale-Kraters zu sehen, in dem Curiosity seit 2012 aktiv ist. Geologisch ist die Region besonders interessant, da sie die Untersuchung zahlreicher Gesteinsschichten ermöglicht. Der etwa fünf Kilometer hohe Mount Sharp liegt in der Mitte des Gale-Kraters. Quelle: NASA
Juli 2016Curiosity kann jetzt seine eigenen Ziele für die Laser-Analyse auswählen. Bisher wurden diese von der Erde aus anhand von Fotos ausgewählt. Die Wissenschaftler auf der Erde werden dadurch aber nicht ersetzt: Die neue Funktion soll vor allem dann zum Einsatz kommen, wenn die Nasa-Forscher anderweitig beschäftigt sind. Curiosity sendet auch nicht ständig Bilder, sondern am Ende seiner Wegstrecken. Bisher könnten wichtige Objekte auf Fahrten daher übersehen worden sein. Quelle: NASA
Curiosity: Mars hatte wahrscheinlich einst eine sauerstoffreiche Atmosphäre Quelle: dpa

Wer steckt hinter dem Nachweis der Gravitationswellen?
Die internationale Forscher-Kollaboration Ligo - zu der auch drei Forschungs-Institute aus Deutschland gehören - hatte zum Statusbericht am Donnerstagnachmittag geladen. Den Wellen-Nachweis hat der Laser Ligo (Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) geliefert.

Dabei handelt es sich um zwei Detektoren, die sich 3000 Kilometer voneinander entfernt in den US-Städten Livingston und Hanford befinden. Jeder der Detektoren besteht aus zwei jeweils vier Kilometer langen Antennen, die in einer L-Form angeordnet sind. Mit einem Laser messen sie kontinuierlich Raumzeit-Veränderungen und damit Gravitationswellen. Neben den USA befinden sich solche Detektoren auch in Deutschland und Italien.

Was sind Gravitationswellen?
Gravitationswellen sind Änderungen in der Struktur der Raumzeit. Sie werden von beschleunigten Objekten erzeugt und sind nur beobachtbar, wenn die Masse dieser Objekte sehr groß ist. Typische Quellen von Gravitationswellen sind Sternexplosionen, sogenannte Supernovae, Schwarze Löcher oder schnell umeinander kreisende Neutronensterne.

So sieht Ligo aus: Die zwei Antennen sind in einer L-Form angeordnet und sollen Gravitationswellen messen können. Hier eine Übersicht aus Livingston im Bundesstaat Louisana. Foto: Caltech/MIT/LIGO Lab


Ein Beispiel: Wenn zwei Schwarze Löcher kollidieren, verschmelzen sie. Ein Teil der Energie, die dabei frei wird, wird in Form von Gravitationswellen umgewandelt. Ganz ähnlich verhält es sich mit Wasserwellen, wenn man einen Stein in eine Pfütze wirft.

Die Gravitationswellen breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit im Universum aus. Sie dehnen und stauchen dabei den Raum und werden daher als Raumzeitkräusel bezeichnet. Die von den Wellen ausgelösten Formänderungen sind allerdings so winzig, dass Menschen davon nichts mitbekommen.

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