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Gravitationswellen illustriert

Gravitationswellen

Auf Einsteins Spuren

Der Nachweis der Gravitationswellen ist eine der bedeutendsten Entdeckungen in der Physik und der finale Beleg für Einsteins Raumzeit-Theorie. 2017 bekamen drei US-amerikanische Forscher hierfür den Nobelpreis.

Albert Einstein hatte recht: Gravitationswellen, die gibt es. Vor mehr als 100 Jahren hatte der Physiker sie im Rahmen seiner Allgemeinen Relativitätstheorie vorausgesagt – und damit unsere Vorstellung vom Kosmos revolutioniert: Er hatte erkannt, dass das Raum-Zeit-Gefüge nicht statisch ist, sondern sich verändert. Jedes Objekt verursacht, so Einstein, aufgrund seiner Masse eine „Delle“ in der Raumzeit. Wann immer das Objekt sein Tempo oder seine Richtung ändert, ändert sich auch die Delle. Das versetzt die Raumzeit in Schwingung, eine Welle entsteht und setzt sich – laut Einsteins Theorie – mit Lichtgeschwindigkeit in alle Richtungen fort. Eine Gravitationswelle ist also eine Welle in der Raumzeit, die durch eine beschleunigte Masse ausgelöst wird.

Grob vergleichen kann man Gravitationswellen mit jenen Wellen, die ein Fisch im Wasser erzeugt, der plötzlich die Richtung wechselt, an Tempo zulegt oder abbremst. Auch hierbei wird das Wasser gedrückt und gedehnt, Wellen breiten sich aus und flauen mit zunehmendem Abstand ab.

Drei Gravitationswellen-Forscher erhalten Nobelpreis für Physik 2017

Lange Zeit gingen viele Physiker, darunter sogar Einstein selbst, davon aus, dass sich eine solche Stauchung oder Dehnung der Raumzeit nicht nachweisen lasse. Im Laufe der letzten Jahrzehnte hatten es schätzungsweise über 1000 Wissenschaftler versucht, die extrem schwachen kosmischen Signale einzufangen. 2015 dann der Durchbruch: Den US-Forschern Rainer Weiss, Barry Barish und Kip Thorne gelang der Nachweis mithilfe einer von ihnen entwickelten Maschine, dem Laser-Interferometer Gravitationswellen-Observatorium (LIGO). Hiermit ließen sich zum ersten Mal Gravitationswellen messen, die bei der Kollision zweier Schwarzer Löcher, also zweier Objekte mit einer extrem hohen Massenkonzentration, erzeugt worden waren. Diese Entdeckung eröffnet unter anderem Astrophysikern nun eine völlig neue Sicht auf die Entstehung des Universums. 2017 wurden die Wissenschaftler für ihre Arbeit mit dem Nobelpreis ausgezeichnet.

(Header: L.Dep – AdobeStock)