Astronomie

Gravitationswellen

Wellen in der Raumzeit, 1916 von Einstein vorhergesagt und 2015 erstmals direkt nachgewiesen — erzeugt durch verschmelzende Schwarze Löcher.

Was ist Gravitationswellen?

Wellen in der Raumzeit, 1916 von Einstein vorhergesagt und 2015 erstmals direkt nachgewiesen — erzeugt durch verschmelzende Schwarze Löcher.

Gravitationswellen
NASA/NSF/LIGO/Sonoma State/A. Simonnet — Illustration zweier verschmelzender Neutronensterne mit Gravitationswellen

Gravitationswellen sind Verzerrungen der Raumzeit, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Albert Einstein sagte sie 1916 als Konsequenz der Allgemeinen Relativitätstheorie voraus, bezweifelte aber selbst, dass sie jemals messbar sein würden. Am 14. September 2015 gelang es den LIGO-Detektoren in den USA erstmals, Gravitationswellen direkt nachzuweisen. Das Signal stammte von zwei Schwarzen Löchern (36 und 29 Sonnenmassen), die 1,3 Milliarden Lichtjahre entfernt miteinander verschmolzen.

Die Messung war ein technisches Wunder: LIGO registrierte eine Längenänderung von einem Tausendstel eines Protonendurchmessers. 2017 folgte der erste Nachweis verschmelzender Neutronensterne (GW170817), begleitet von einem Gamma-Blitz und sichtbarem Licht — der Beginn der Multi-Messenger-Astronomie.

In der Science Fiction sind Gravitationswellen ein relativ junges Thema, gewinnen aber an Bedeutung. Stephen Baxter nutzt Gravitationswellen als Kommunikationsmedium in mehreren Romanen. Greg Egan beschreibt in seinen Hard-SF-Werken die physikalischen Auswirkungen extremer Gravitationswellen. Die Vorstellung, dass Gravitationswellen als Informationskanal genutzt werden könnten, eröffnet narrative Möglichkeiten: eine Zivilisation, die nicht per Funk, sondern per Raumzeitverzerrung kommuniziert.

2023 wiesen Pulsar-Timing-Arrays den kosmischen Gravitationswellen-Hintergrund nach — das Summen unzähliger umkreisender supermassereicher Schwarzer Löcher im gesamten Universum.