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WELT DER WISSENSCHAFT: Gravitationswellen: Warten auf die Welle

Gravitationswellen liefern völlig neue Informationen über das All. Sie erlauben die Beobachtung Dunkler Materie und des Urknalls. Ein weltweites Netz von Gravitationswellendetektoren steht kurz vor dem Empfang der ersten Signale.
Die heutigen Vorstellungen vom Ursprung und Aufbau des Universums beruhen auf der allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein (1879 – 1955). Diese Theorie liefert eine neue Erklärung der Gravitation. Anders als bei Isaac Newton (1643 – 1727) erscheint sie nicht als Kraft zwischen zwei Körpern, sondern als eine Eigenschaft des Raums, in dem diese Körper enthalten sind. Einstein erkannte, dass Massen den Raum und die Zeit in ihrer Umgebung verformen. Die dadurch hervorgerufene Krümmung der Raumzeit ruft die Gravitationswirkungen hervor: Eine Masse erzeugt eine »Delle« in der Struktur der Raumzeit, und andere Massen laufen in diese Delle hinein oder werden durch sie in ihrer Bewegung abgelenkt. Während für Newton der Raum die unveränderliche Bühne, den starren Hintergrund für alle physikalischen Vorgänge bildet, erscheint er nach Einstein als Mitspieler im Geschehen: Massen verformen den Raum, und die Form des Raums wirkt zurück auf die Bewegung der Massen. Da sich alle Massen im Universum bewegen, ist die Struktur des Raums in ständiger Veränderung begriffen. Man hat es also mit einer dynamischen Geometrie des Raums zu tun. Der amerikanische Physiker John A. Wheeler (1911 – 2008) hat deswegen als präzisere Bezeichnung für die allgemeine Relativitätstheorie den Namen »Geometrodynamik« vorgeschlagen. Unmittelbare Auswirkungen der Wechselbeziehung von Raum, Zeit und Materie sind die Ablenkung von Lichtstrahlen in der Nähe großer Massen, die Expansion des Alls und die Existenz von Gravitationswellen.
Januar 2009

Dieser Artikel ist enthalten in Sterne und Weltraum Januar 2009

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