Gravitationswellen

Vor hundert Jahren sagte Albert Einstein die Existenz von Gravitationswellen voraus. Im September 2015 gelang der erste direkte Nachweis – ein Meilenstein. Die Verzerrungen der Raumzeit erlauben seither ganz neue Einblicke ins Universum.

Bereits 1916 postulierte Albert Einstein Gravitationswellen. Diese Verzerrungen der Raumzeit ergeben sich als direkte Folge seiner Allgemeinen Relativitätstheorie. Seither versuchten Physiker diese Wellen aufzuspüren – zum einen um Einsteins Theorie ein weiteres Mal zu bestätigen, zum anderen weil die Wellen neue Erkenntnisse über das Universum und seine Entstehung versprechen.

Am 14. September 2015 gelang der erste direkte Nachweis von Gravitationswellen mit den Advanced-LIGO-Detektoren in den USA. Das gemessene Signal stammte von zwei Schwarzen Löchern, die sich umkreisten, sich dabei immer näher kamen und schließlich miteinander verschmolzen. Am 14. August 2017 zeichneten erstmals drei Detektoren gleichzeitig ein Signal auf – neben den Advanced-LIGO-Detektoren war dieses Mal auch der Advanced-Virgo-Gravitationswellendetektor in Italien beteiligt. Die dreifache Messung verbessert signifikant die Genauigkeit, mit der sich Himmelsposition und Entfernung der kompakten Objekte bestimmen lässt.

Am 17. August 2017 empfingen Astronomen erstmals sowohl elektromagnetische Strahlung als auch Gravitationswellen von einem Ereignis: In der 130 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie NGC 4993 waren zwei Neutronensterne zusammengestoßen und miteinander verschmolzen. Damit beginne ein neues Zeitalter der Gravitationswellenastronomie, so die Wissenschaftler. Im Oktober 2020 veröffentlichten die LIGO- und die Virgo-Kollaborationen einen aktualisierten Gravitationswellenkatalog, der nun insgesamt fünfzig Signale umfasst. Die große Mehrzahl der bisher beobachteten Signale – insgesamt 46 Ereignisse – gehen auf verschmelzende Schwarze Löcher zurück.

Die bisher von LIGO und Virgo entdeckten Verschmelzungen kompakter Objekte