Einstein würde jubeln 16.06.2016, 13:01 Uhr

Forscher weisen erneut Gravitationswellen nach

Innerhalb von nur vier Monaten haben Forscher erneut Gravitationswellen aus den Tiefen des Weltalls aufgespürt. Im Februar 2016 gelang erstmals der letzte Beweis für die Gültigkeit der allgemeinen Relativitätstheorie. Jetzt legten Astronomen noch einmal nach. Bestätigten Albert Einstein erneut, der persönlich 100 Jahre zuvor die Existenz dieser geheimnisvollen Wellen vorhergesagt hat.

Erneut konnten jetzt Gravitationswellen nachgewiesen werden – und damit die Relativitätstheorie von Einstein zum zweiten Mal bestätigt werden.

Erneut konnten jetzt Gravitationswellen nachgewiesen werden – und damit die Relativitätstheorie von Einstein zum zweiten Mal bestätigt werden.

Foto: S. Ossokine/A. Buonanno/ T. Dietrich/R. Haas/Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik/dpa

Kurioserweise hatte die weltweite Gilde der Gravitationswellenjäger bei der Verkündung im Februar 2016 schon deutliche Hinweise auf ein weiteres ähnlich spektakuläres kosmisches Ereignis. Doch sie beschlossen, dieses noch geheim zu halten – bis die Messergebnisse ausgewertet waren. Nun haben sie ihre Ergebnisse gestern anlässlich der Jahrestagung der Amerikanischen Astronomischen Gesellschaft in San Diego vorgestellt. 

Kosmisches Weihnachtsgeschenk

Es geschah am 26. Dezember 2015 um 04:38:53 Uhr MEZ: Exakt in dieser Sekunde erzitterte in Livingstone im amerikanischen Bundesstaat Louisiana die Raumzeit, nur 1,1 Millisekunden später kräuselte sich im 3000 Kilometer nordwestlich gelegenen Hanford im Bundesstaat Washington die Raumzeit.

Der Kosmos bebt: Wenn zwei schwarze Löcher ineinander verschmelzen, entstehen so heftige Gravitationswellen, dass Forscher diese messen können. Das jetzt von den Ligo-Detektoren erfasste kosmische Ereignis geschah vor rund 1,5 Milliarden Jahren. In dieser Zeit entwickelten sich hier auf der Erde gerade die ersten mehrzelligen Lebewesen.

Der Kosmos bebt: Wenn zwei schwarze Löcher ineinander verschmelzen, entstehen so heftige Gravitationswellen, dass Forscher diese messen können. Das jetzt von den Ligo-Detektoren erfasste kosmische Ereignis geschah vor rund 1,5 Milliarden Jahren. In dieser Zeit entwickelten sich hier auf der Erde gerade die ersten mehrzelligen Lebewesen.

Foto: MPI für Gravitationsphysik

An diesen beiden Orten stehen die beiden Ligo-Detektoren. Das sind jeweils vier Kilometer lange Vakuum-Röhren, die im rechten Winkel zueinander im Boden liegen. Treffen Gravitationswellen auf die Erde, so verändern sie die Längen dieser beiden Röhren um den Bruchteil eines Atom-Durchmessers. Und diese winzige Veränderung können die Forscher mit Laserlicht erfassen.

27 Umkreisungen gemessen

Es waren zwei schwarze Löcher von 8 und 14 Sonnenmassen, die vor etwa 1,5 Milliarden Jahren ineinander gekracht sind. Insgesamt sind sie 27 Mal umeinander gekreist, ehe sie endgültig miteinander verschmolzen. Eine volle Sekunde konnten die Astro-Forscher den spektakulären kosmischen Tanz verfolgen. Die Masse einer ganzen Sonne wurde bei diesem kosmischen Crash in Form von Gravitationswellen-Energie ins All abgestrahlt.

Einer der Detektoren von Advanced Ligo, der in Livingston (US-Bundesstaat Louisiana) seine vier Kilometer langen Arme ausstreckt. Sein Herzstück ist das Zentralhaus mit dem Lasersystem. Der zweite, praktisch baugleiche Ligo-Detektor befindet sich im rund 3000 km entfernten Hanford (Washington).

Einer der Detektoren von Advanced Ligo, der in Livingston (US-Bundesstaat Louisiana) seine vier Kilometer langen Arme ausstreckt. Sein Herzstück ist das Zentralhaus mit dem Lasersystem. Der zweite, praktisch baugleiche Ligo-Detektor befindet sich im rund 3000 km entfernten Hanford (Washington).

Foto: Caltech/Ligo Laboratory

„Wegen ihrer gegenüber der ersten Beobachtung geringeren Masse verbrachten sie mehr Zeit im empfindlichen Bereich der Detektoren, etwa eine Sekunde“, berichtet die wissenschaftliche Ligo-Sprecherin Prof. Gabriela González von der Louisiana State University. „Es ist ein vielversprechender Anfang, um die Populationen Schwarzer Löcher in unserem Universum zu kartieren.“ 

Künstlerische Darstellung Schwarzer Löcher: Rechts sind die beiden schwarzen Löcher von 8 und 14 Sonnenmassen abgebildet, die vor etwa 1,5 Milliarden Jahren ineinander gekracht sind. Die aus diesem Ereignis resultierenden Gravitationswellen konnten jetzt nachgewiesen werden. Rechts ist ein schwarzes Loch so schwer wie 29 Sonnen zu sehen, dass mit einem anderen schwarzen Loch mit 36-facher Sonnenmasse kollidiert. Dabei wurde die Energie von drei Sonnenmassen in Form von Gravitationswellen abgestrahlt. Diese konnten nachgewiesen werden: Erstmals wurde damit Einsteins Relativitätstheorie in der Praxis bestätigt.

Künstlerische Darstellung Schwarzer Löcher: Rechts sind die beiden schwarzen Löcher von 8 und 14 Sonnenmassen abgebildet, die vor etwa 1,5 Milliarden Jahren ineinander gekracht sind. Die aus diesem Ereignis resultierenden Gravitationswellen konnten jetzt nachgewiesen werden. Rechts ist ein schwarzes Loch so schwer wie 29 Sonnen zu sehen, dass mit einem anderen schwarzen Loch mit 36-facher Sonnenmasse kollidiert. Dabei wurde die Energie von drei Sonnenmassen in Form von Gravitationswellen abgestrahlt. Diese konnten nachgewiesen werden: Erstmals wurde damit Einsteins Relativitätstheorie in der Praxis bestätigt.

Foto: A. Simonnet/Ligo

Das erste entscheidende Signal war den Astroforschern am 14. September 2015 ins Netz gegangen. Es war der Nachhall eines gewaltigen Crashs vor rund 1,3 Milliarden Jahren im Universum. Ein schwarzes Loch, so schwer wie 29 Sonnen, kollidierte mit einem anderen schwarzen Loch mit 36-facher Sonnenmasse.

„Auf dem Weg zur echten Gravitations-Astronomie“ 

Nun also gibt es die nächste Sensation zu feiern: „Mit dieser zweiten Beobachtung sind wir wirklich auf dem Weg zur echten Gravitations-Astronomie“, betont auch der am Ligo beteiligte deutsche Gravitationswellen-Pionier Prof. Karsten Danzmann, Direktor am Albert-Einstein-Institut (AEI) der Max-Planck-Gesellschaft in Hannover.

„Wir können nun anfangen, eine Vielzahl von Quellen auf der unbekannten dunklen Seite des Universums zu erforschen“, unterstreicht Danzmann, der auch das Institut für Gravitationsforschung der Leibniz-Universität Hannover leitet. Die Jagd nach Gravitationswellen – sie geht weiter.

Von Detlef Stoller

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