Gravitationswellen entdeckt

Forscher aus Hannover bauten Messgerät

ein Niedersachsen-Artikel von Michael Weber - 11.02.2016
Gravitationswellen entdeckt - Einsteins Relativitätstheorie bestätigt

Es ist soweit. 100 Jahre nach Einsteins These, wonach Gravitationswellen existieren, liegt ein Beweis vor. Dem Laser Interferometer Gravitationalwave Observatory (LIGO) gelang bereits im September der extrem aufwendige Nachweis. Zum Einsatz kamen dabei Messgeräte, die am Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut - AEI) in Hannover und Potsdam sowie vom Institut für Gravitationsphysik der Leibniz Universität Hannover entwickelt und gebaut wurden. Damit stammt ein wesentlicher Teil der sensationellen Wissenschaftsleistung aus Niedersachsen. Der Nachweis der Gravitationswellen ist nobelpreisträchtig, da Forscher seit Jahrzehnten daran arbeiten.

Niedersachsen ist stolz auf seine Wissenschaftler

Das Land ist stolz auf die Entdeckung. Wissenschaftsministerin Gabriele Heinen-Kljajic erklärte: "Das ist eine wissenschaftliche Weltsensation." Sie sieht in der Erforschung der Gravitationswellen die Spitzenforschung in Niedersachen bestätigt. Die hiesigen Forscherinnen und Forscher "haben Herausragendes geleistet", so die Ministerin. Sie stellte heraus: "Ohne die am Albert Einstein Institut entwickelte Technologie und Datenanalyse wäre diese Entdeckung nicht möglich gewesen." Sie sagte weiter: "Das Zusammenspiel des Instituts für Gravitationsphysik der Leibniz-Universität Hannover mit dem Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik im Albert Einstein Institut garantiert eine einzigartige Kombination von Expertise und ist weltweit einmalig." Diese Forschung hat sich das Land bisher 30 Millionen Euro kosten lassen. Mit dem Nachweis der Gravitationswellen gibt es nun einen Forschungshöhepunkt, der jeden Cent rechtfertigt.

Was sind Gravitationswellen?

Der Nachweis von Gravitationswellen klingt für Laien zunächst wenig spektakulär. Allerdings handelt es sich hier um eine bahnbrechende Entdeckung. Schon Einstein stelle in seiner Relativitätstheorie die These auf, dass es neben dem dreidimensionalen Raum auch den Faktor Zeit gibt, der im Weltraum abbildbar ist. Grob gesagt ist diese sogenannte Raumzeit ein vierdimensionaler Raum, in dem Veränderungen durch Gravitationswellen sichtbar werden. Diese wiederum sind dem Schall ähnlich und entstehen beispielsweise dann, wenn Masse in der Raumzeit wirkt. Ein gutes Beispiels dafür sind Schwarze Löcher, die umliegende Materie aufsaugen. Diese sind bisher nur beschreibbar, können aber durch Gravitationswellen nun auch sichtbar gemacht werden. Diese dehnen und stauchen den Raum. Diese Veränderungen in der Raumzeit können anders als in der Vergangenheit durch den Nachweis nun sichtbar gemacht werden.

Diese Entdeckung ist weit mehr als nur der erste direkte wissenschaftliche Nachweis von Einsteins Relativitätstheorie. Er ermöglicht den Forschern, eine völlig neue Beobachtung von astronomischen Phänomenen. Diese sind sogar theoretisch beliebig weit in der Vergangenheit möglich. Damit könnten die Gravitationswellen Aufschluss auf vergangene Ereignisse bis hin zum möglichen Urknall geben. Dieser Aspekt ist der entscheidende und könnte dem Forscherteam am LIGO und in Hannover den Nobelpreis bringen.

Wie wurden die Gravitationswellen nachgewiesen?

Ohne High-Tech funktioniert dieser Nachweis nicht. Daher haben die Forscher aus Hannover und Potsdam ein Gerät zum Messen sehr feiner Abweichungen konstruiert. Dabei stehen modellhaft Laser im rechten Winkel zueinander. Durch beide werden Laserstrahlen geschickt, die an deren Ende wieder reflektiert werden. Auf diese Weise können sehr genaue Abweichungen gemessen werden. Denn krümmt oder dehnt eine Gravitationswelle die Laserstrahlen, kehrt dieser nicht exakt auf den Ursprungspunkt zurück. Die dabei gemessenen Abweichungen sind so gering, dass ein extrem empfindlicher Detektor sowie ein leistungsstarker Computercluster erforderlich sind. Gelingt es jedoch die Gravitationswelle nachzuweisen, ist durch Ausrichtung von verschiedenen Erdstandpunkten in das Weltall sogar der Ursprung der Gravitationswelle auffindbar.

Mit dem Nachweis der Gravitationswellen hat die Astronomie ein neues Spielfeld, das nicht nur Licht, sondern nun praktisch auch "Schall" als Verzerrung in der Raumzeit sichtbar macht. Darauf basieren lassen sich völlig neue Ansätze zur Erforschung des Weltalls entwickeln.

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