Sammelthread Distributed Computing Report 04/05

Gravitationswellen – kleinste rhythmische Stauchungen und Dehnungen des Raums

Albert Einstein veränderte vor 100 Jahren mit der Speziellen Relativitätstheorie unsere Vorstellungen von Raum und Zeit. 1915 zeigte er mit der Allgemeinen Relativitätstheorie zusätzlich, dass die Schwerkraft (Gravitation) nicht als Kraft, sondern als eine Eigenschaft der Geometrie von Raum und Zeit zu verstehen ist.

1916 sagte er erstmals Gravitationswellen voraus: kleinste Kräuselungen der Raumzeit, die durch die beschleunigte Bewegung von Massen entstehen und sich mit Lichtgeschwindigkeit im Raum ausbreiten.

Der Durchgang einer Gravitationswelle äußert sich in Form kleinster rhythmischer Stauchungen und Dehnungen des Raums: Selbst bei einem äußerst kraftvollen Ereignis wie einer Sternenexplosion in einer Nachbargalaxie entstandene Gravitationswellen verändern den Abstand zwischen Erde und Sonne nur um den Durchmesser eines Wasserstoffatoms – und das auch nur für wenige tausendstel Sekunden.

Albert Einstein ging davon aus, dass der durch Gravitationswellen verursachte Effekt wohl niemals direkt gemessen werden könne. In diesem Punkt irrte er sich möglicherweise: Die moderne Technologie der Laser-Interferometrie ist inzwischen in die erforderlichen Empfindlichkeitsbereiche vorgedrungen. Jetzt gilt es, aus den riesigen Datenmengen die richtigen Informationen herauszufiltern.

Ein indirekter Nachweis von Gravitationswellen gelang in den 1970er Jahren den amerikanischen Astronomen Russell Hulse und Joseph Taylor. Sie erhielten dafür 1993 den Nobelpreis für Physik.

Die Vergabe des Nobelpreises für die Forschungsarbeiten von Hulse und Taylor unterstreicht die Bedeutung der Gravitationswellenastronomie für die moderne Forschung. Man erwartet von ihr wegweisende, neue Einsichten in die Entstehung und Beschaffenheit des Universums, da uns mit den herkömmlichen astronomischen Methoden 95% des Universums verborgen bleiben. Der direkte Nachweis von Gravitationswellen gehört zu den bedeutendsten internationalen Forschungszielen – allein die amerikanische National Science Foundation investiert rund ein Viertel ihrer gesamten Ausgaben für die Physikforschung in die Gravitationswellenastronomie.

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