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Gravitationswellen: Am Puls der Raumzeit

Drei Jahre nach dem ersten Nachweis der Raumzeitschwingungen haben sich Wissenschaftler ehrgeizige Ziele gesetzt: Sie wollen das Innere von Neutronen­sternen entschlüsseln und die Expansion des Weltalls vermessen – und besser als bisher das Wesen Schwarzer Löcher verstehen.
Simulation von Gravitationswellen

Mitte der 1980er Jahre fand der US-amerikanische Physiker Bernard Schutz eine neue Lösung für eines der ältesten Probleme der Astronomie: Wie misst man die Entfernung eines Himmelsobjekts von der Erde? Seit Generationen verwenden Forscher die Helligkeit von Sternen als kosmisches Metermaß. Doch das bringt zahlreiche Komplikationen mit sich. So können nahe und schwach leuchtende Sterne vortäuschen, sie seien weit entfernt und deutlich heller.

Gravitationswellen wären eine bessere kosmische Messlatte, erkannte Schutz, der an der Car­diff University in Großbritannien forscht. Diese Schwingungen der Raumzeit waren damals nicht mehr als eine Vorhersage von Albert Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie. Sie entstehen, wenn massereiche Objekte, beispielsweise Schwarze Löcher, schnell beschleunigt werden. Schutz erkannte: Sollte ein Detektor die Wellen eines Tages auffangen, dann ließe sich leicht ausrechnen, wie stark das Signal bei der Aussendung war und welche Strecke es bis zur Erde zurückgelegt hat. Mit Gravitationswellen müsste sich also sehr genau die Expansion des Kosmos vermessen lassen …

Oktober 2018

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft Oktober 2018

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  • Quellen

Farr, W. et al.: Distinguishing Spin-Aligned and Isotropic Black Hole Populations with Gravitational Waves. In: Nature 548, S. 426–429, 2017

Schutz, B. F.: Determining the Hubble Constant from Gravitational Wave Observations. In: Nature 323,S. 310–311, 1986

Smartt, S. J. et al.: A Kilonova as the Electromagnetic Counterpart to a Gravitational-Wave Source. In: Nature 551, S. 75–79, 2017