Gravitationswellen US-Physiker empfangen Gravitationswellen von Schwarzen Löchern

Wenn zwei Schwarze Löcher miteinander verschmelzen, erzittert das Raum-Zeit-Gefüge - und die entstehenden Gravitationswellen lassen sich auch auf der Erde aufspüren.

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  • Physiker haben Gravitationswellen aus dem Weltraum gemessen. Diese entstehen, wenn zwei massereiche Objekte zusammenstoßen.
  • Erstmals gelang der Nachweis von Gravitationswellen im Februar 2016. Albert Einstein hatte die Erschütterungen der Raum-Zeit bereits vor 100 Jahren vorhergesagt.
  • Der Ligo-Detektor in den USA spürte nun die Gravitationswellen von zwei Schwarzen Löchern auf, die vor drei Milliarden Jahren zusammenprallten.
Von Patrick Illinger

Zum dritten Mal haben Physiker Gravitationswellen im Weltraum gemessen. Das sind Schwingungen der Raumzeit, die unter anderem entstehen, wenn zwei massereiche Objekte zusammenstoßen. Erstmals wurde der Nachweis eines solchen Ereignisses im Februar 2016 gemeldet. Nun hat das für die nötigen Präzisionsmessungen verwendete Experiment namens Ligo erneut die Raumzeit-Vibrationen einer kosmischen Kollision aufgefangen.

Auch im jüngsten Fall, den die Forscher im Fachjournal Physical Review Letters beschreiben, waren zwei schwarze Löcher der Auslöser. Das sind Überbleibsel sehr schwerer, ausgebrannter Sterne. Diese sind im All zusammengestoßen und zu einem größeren schwarzen Loch verschmolzen, das etwa 49 Mal so schwer wie die Sonne ist.

Kollision vor drei Milliarden Jahren

"Wir haben somit eine weitere Bestätigung, dass schwarze Löcher mit mehr als 20 Sonnenmassen existieren", sagt David Shoemaker vom Massachussetts Institute of Technology (MIT), der Sprecher des Ligo-Experiments ist. Der Versuchsaufbau besteht aus zwei baugleichen Anlagen in den beiden US-Bundesstaaten Washington und Louisiana. An jedem Standort sind zwei kilometerlange Röhren im rechten Winkel zueinander angeordnet, in denen jeweils ein Laserstrahl die genaue Länge der Röhre vermisst. Eine Gravitationswelle, die durch das All wabert, dehnt und staucht kurzzeitig Zeit und Raum. Die daraus resultierenden Abweichungen der Röhrengeometrie können die Laserstrahlen messen.

Das nun entdeckte, dritte kosmische Gravitationswellen-Ereignis wurde bereits am 4. Januar aufgezeichnet. Die ursächliche Kollision der schwarzen Löcher geschah den Daten zufolge vor drei Milliarden Jahren. So lange brauchte die Raumzeit-Erschütterung, bis sie die Erde erreichte. Untrügliches Symptom eines solchen Ereignisses ist die Tatsache, dass beide Laser-Detektoren die Schwingungen aufgefangen haben - und das im zeitlichen Abstand von rund drei Millisekunden.

Von diesem Sommer an soll ein zusätzlicher Gravitationswellen-Detektor in Europa den Dienst aufnehmen. Das Experiment mit dem Namen Virgo wird gemeinsam mit Ligo die Sensitivität für Gravitationswellen erhöhen. Physikern öffnet sich somit ein völlig neues Sensorium für die Erforschung des Alls: Man ist nicht mehr nur auf elektromagnetische Wellen angewiesen (auf Licht, Radio- oder Röntgenstrahlen), um den Kosmos zu vermessen. Mittlerweile wird die Erkundung der von Albert Einstein vor gut hundert Jahren vorhergesagten Raumzeit-Schwingungen zum Alltag.

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