Gravitationswellen : Einstein hatte recht

Gravitationswellen entdeckt, Einsteins große These, bewiesen. Jetzt können Sie es glauben. In Washington gaben Forscher bekannt: Das entscheidende Signal ist eingefangen.
Von Dagny Lüdemann
10. Februar 2016, 14:33 Uhr / Aktualisiert am 11. Februar 2016, 15:32 Uhr Quelle: ZEIT ONLINE, Tagesspiegel 92 Kommentare
Wenn zwei Schwarze Löcher kollidieren, erzeugt das heftige Gravitationswellen, die durchs All bis zur Erde sausen. So Einsteins Theorie, hier in einer Illustration der Nasa dargestellt.

Wenn zwei Schwarze Löcher kollidieren, erzeugt das heftige Gravitationswellen, die durchs All bis zur Erde sausen. So Einsteins Theorie, hier in einer Illustration der Nasa dargestellt. © Nasa/dpa
UPDATE: Die Meldung zum Nachweis der Gravitationswellen lesen Sie hier.

Jedes Mal dasselbe. Da recherchiert man unter Hochdruck alles zu Einstein und seiner echt nicht ganz unkomplizierten Relativitätstheorie, weil Forscher die Physiksensation des Jahrhunderts ankündigen, und dann: „puff“. Wieder nichts. Diesmal ist es wirklich soweit: Der Beweis für die Existenz der Wellen, die Einstein prophezeite, ist erbracht. Zu 99 Prozent. Das haben Forscher am Donnerstagnachmittag deutscher Zeit in Washington bekannt gegeben.
Schon vor 100 Jahren kam Albert Einstein zu dem Schluss: Es muss solche Raumzeitkräuselungen geben. Sie sind ein wesentlicher Teil seiner Theorie unseres Universums.
Die Maschine, die den Beweis für die Wellen jetzt lieferte, besteht aus zwei Detektoranlagen in Louisiana und Washington: aLigo (Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory). Zuvor hatte man aus dem Team, zu dem auch Forscher des deutschen Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik zählen, nur Andeutungen gehört. Die Messungen laufen weiter, hieß es stets. Man analysiere die Daten.
Verräterische E-Mail
Für den 11. Februar hatte die Ligo-Kollaboration einen „Statusbericht zur Suche nach Gravitationswellen“ angekündigt. Vor Medienvertretern in Washington verkündete das Team die Entdeckung. Auch das MPI für Gravitationsphysik hatte nach Hannover geladen. Überall auf der Welt waren Forscher und Fans versammelt, um die Pressekonferenz per Streaming zu verfolgen.
Wissenschaftler weisen Gravitationswellen nach „Wir haben Gravitationswellen nachgewiesen“, sagte David Reitze, der Chef des Experiments in Washington. Das entscheidende Signal aus dem All fingen die Forscher am 14. September 2015 mit ihren Messgeräten ein.
Gefeiert wurde im Netz schon vorher. Unter dem Hashtag #chirpforLIGO sah man gestandene Astrophysiker, die das Geräusch, das die Frequenz der Wellen erzeugen würde, imitieren und den Kollegen so gratulieren. Hier eine offizielle Hörprobe des Chirp-Sounds.
Die Gerüchte um die Entdeckung angeheizt hatte vor allem eine E-Mail, die Tage zuvor publik wurde. Der theoretische Physiker Clifford Burgess hatte sie an die gesamte Physikabteilung der McMaster University in Canada geschickt. Nicht um Gerüchte anzuheizen, sondern um seine Studenten zu motivieren, sagte er einem Science-Reporter.
„Die Ligo-Gerüchte scheinen wahr zu sein“, stand in der E-Mail. Der Befund werde bald im Magazin Nature publiziert. Burgess selbst hatte das Paper wohl noch nicht gesehen. Burgess berief sich auf Kollegen, die es gesehen haben sollten. Dass die Gravitationswellen von zwei verschmelzenden Schwarzen Löchern im Weltall stammen sollen, stand dort schon drin.
Die Autoren des Papers beziffern die Sicherheit für ihren Befund mit 5,1 Sigma. Das ist ein übliches Maß in der Physik, um darzustellen, wie unwahrscheinlich es ist, dass eine mutmaßliche Entdeckung durch andere, bekannte Vorgänge erklärt werden kann. Auf der Suche nach dem Higgs-Teilchen hatten sich die Forscher ebenfalls vorab geeinigt, dass ihre Daten einem Status von mehr als 5 Sigma standhalten müssen, um von einer Entdeckung zu sprechen.
Kommt eine Welle, wird der Detektor minimal verformt


Gravitationswellen entstehen, wenn zwei sehr große Massen – etwa Schwarze Löcher oder Neutronensterne – eng umeinander kreisen. Dann wird ein Teil ihrer Energie in Gestalt dieser Wellen ins Universum abgestrahlt, durch das sie mit Lichtgeschwindigkeit jagen und die Raumzeit verformen. Die Deformationen sind extrem klein und für Menschen nicht wahrnehmbar.
Um sie aufzuspüren, wurden mehrere Detektoren gebaut wie aLigo in den USA, Virgo und eine Anlage in Japan. Geo600 aus Deutschland steuert Messtechnik bei, in Australien gibt es eine weitere kleinere Versuchsanlage. Grob vereinfacht funktionieren die Detektoren folgendermaßen: Sie haben zwei „Arme“, deren Länge exakt bekannt ist und die kontinuierlich mithilfe eines Laserstrahls vermessen wird. Geht eine Gravitationswelle durch den Apparat, werden die Arme unterschiedlich gestaucht oder gestreckt, die resultierende Längenänderung wird gemessen.
Das Gemeine für die Forscher am aLigo: Gelegentlich werden Gravitationswellen vorgetäuscht. Eine solche „Injektion“ manipulierter Daten soll der Qualitätssicherung dienen. Nur drei führende Forscher wissen davon und können noch kurz vor dem Verkünden einer vermeintlichen Sensation die ganze Truppe zurückpfeifen.
Bis zum Schluss blieb es also spannend. „Stay tuned!“, twitterte US-Physiker Lawrence Krauss, einer der fleißigen Gerüchtestreuer. Er sollte recht behalten.
Quelle : http://www.zeit.de/wissen/2016-02/gravitationswellen-entdeckung-physik-einstein