Nobelpreis für Gravitationsforscher

Triumph der Messtechnik

3. Oktober 2017, 15:06 Uhr | dpa, Heinz Arnold
Noch umkreisen sich zwei Schwarze Löcher bevor sie verschmelzen. Dabei senden sie als beschleunigte Massen Graviationswellen aus, für deren direkten Nachweis der Nobelpreis in Physik in deisem Jahr vergeben wurde.
Noch umkreisen sich zwei Schwarze Löcher bevor sie verschmelzen. Dabei senden sie als beschleunigte Massen Gravitationswellen aus, für deren direkten Nachweis der Nobelpreis in Physik in diesem Jahr vergeben wurde. Wenn Sterne zu Schwarzen Löchern kollabieren, lassen sie sich beobachten, bis sie den Schwarzschildradius erreicht haben, wo sie unendlich lange zu verharren scheinen. Deshalb heißen sie auf Russisch auch »gefrorene Sterne«. Was innerhalb des Schwarzschildradius vor sich geht, bleibt prinzipiell unzugänglich.
© © Aurore Simonnet/LIGO/Caltech/MIT/Sonoma State /dpa

Wer ICs fertigt, hat mit nm-Strukturen zu kämpfen. Doch spielt er mit gigantischen Brocken - aus Sicht der mit dem Nobelpreis ausgezeichneten Gravitationsforscher.

Die Gravitationsforscher arbeiten nämlich in Dimensionen, bei denen es nicht um nm geht, sondern um den Tausendsten Teil eines Protonendurchmessers (10 EE -18 m). So gelang es ihnen, mittels Längenmessung die Existenz von Gravitationswellen direkt nachzuweisen.  Ein 4 km langer Arm des LIGO-Detektors  (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) veränderte gegenüber einem senkrecht dazu stehenden Arm seine Länge ungefähr im Bereich eines Tausendstel Protonendurchmessers.

Würde der Arm bis zum nächsten Fixstern reichen – 4,3 Lichtjahre entfernt – so hätte er sich seine Länge um den Zehnten Teil eines Millimeters verändert. Kein Wunder, dass Albert Einstein, der die Gravitationswellen 1915 in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie als erster theoretisch beschrieben hatte, davon ausging, dass sie sich niemals würden direkt nachweisen lassen. Doch in Wirklichkeit dauerte es nur rund 100 Jahre, bis die Menschen gelernt hatten, solch winzige Dimensionen zu messen.  

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Nobelpreis für Nachweis der Gravitationswellen

Der LIGO-Detektor in Livingston
© LIGO
Die Wissenschaftler Barry Barish (l) und Kip Thorne (r), beide vom California Institute of Technology, sprechen am 03.10.2017 bei einer Pressekonferenz in Pasadena (USA). Für den direkten Nachweis von Gravitationswellen bekommen drei Forscher den Nob
© Jae C. Hong/AP/dpa
Der Physiker Rainer Weiss sitzt am 03.10.2017 in Newton (USA) an seinem Schreibtisch. Der frisch gekürte Physik-Nobelpreisträger Rainer Weiss glaubte zuerst selbst nicht, dass seinem Team der Nachweis von Gravitationswellen tatsächlich gelungen war.
© Josh Reynolds/AP/dpa

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Damit konnten die Nobelpreisträger – und die vielen anderen Wissenschaftler, die maßgeblich dazu beigetragen hatten, die phänomenale Messgenauigkeit zu erreichen – Gravitationswellen nachweisen, die aus der Verschmelzung zweier riesiger Schwarzer Löcher vor 1,3 Mrd. Jahren hervorgingen. Das war am 14. 9. 2015 um 11:51 Uhr. Das beobachtete Objekt wurde auf den schönen und leicht zu merkenden Namen GW 150914 getauft.

GW 150914 bestand aus zwei Schwarzen Löchern. Das eine hatte ursprünglich 36 Sonnenmassen, das andere 29. Kurz vor ihrer Verschmelzung umkreisten sie sich mit einer Frequenz von 75 Hz, der Hälfte der Gravitationswellenfrequenz. Dabei erreichten sie zuletzt 60 Prozent der Geschwindigkeit des Lichts. Das resultierende Schwarze Loch war aber nur noch 62 Sonnenmassen schwer – 3 Sonnenmassen haben sich innerhalb von Sekundenbruchteilen in Energie verwandelt.  

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© LIGO
Die Wissenschaftler Barry Barish (l) und Kip Thorne (r), beide vom California Institute of Technology, sprechen am 03.10.2017 bei einer Pressekonferenz in Pasadena (USA). Für den direkten Nachweis von Gravitationswellen bekommen drei Forscher den Nob
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Der Physiker Rainer Weiss sitzt am 03.10.2017 in Newton (USA) an seinem Schreibtisch. Der frisch gekürte Physik-Nobelpreisträger Rainer Weiss glaubte zuerst selbst nicht, dass seinem Team der Nachweis von Gravitationswellen tatsächlich gelungen war.
© Josh Reynolds/AP/dpa

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