Gravitationswellen werden von der allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt. Im Gegensatz zu Newton, der meinte, dass die Gravitationskraft instantan übertragen wird, zeigte Albert Einstein, dass sich Änderungen im Gravitationsfeld mit Lichtgeschwindigkeit durch den Raum ausbreiten.
Seit Jahrzehnten schon probieren Wissenschaftler, diese Gravitationswellen im Raum direkt nachzuweisen – da die messbaren Effekte allerdings so gering sind, ist das bis jetzt noch nicht gelungen. Wir haben bis jetzt nur indirekte Hinweise auf die Existenz von Gravitationswellen: Russell Hulse und Joseph Taylor untersuchten in den siebziger Jahren, wie sich die beiden Komponenten des Doppelpulsars PSR 1913+16 umkreisten. Dabei handelt es sich um 2 Neutronensterne; extrem kompakte Objekte, die bei einer Supernova entstehen. Sie konnten zeigen, dass sich deren Umlaufgeschwindigkeit geringfügig verlangsamte – genau das, was man erwarten würde, wenn die Objekte Gravitationsenergie durch Abstrahlung von Gravitationswellen verlieren. Die beobachtete Verlangsamung entsprach dabei genau den Vorhersagen aus der allgemeinen Relativitätstheorie. Hulse und Taylor bekamen für ihre Entdeckung 1993 den Nobelpreis für Physik.
Aber ein direkter Nachweis von Gravitationswellen steht immer noch aus und Physiker auf der ganzen Welt suchen danach. Ein solcher Gravitationswellendetektor – GEO600 – steht beispielsweise in der Nähe von Hannover (Bild rechts). Dieses deutsch-britische Projekt sucht seit 2005 nach Gravitationswellen – bisher erfolglos. Die nötige Genauigkeit für einen Nachweis konnte bis jetzt noch nicht erreicht werden.
Die ersten Experimente zum direkten Nachweis von Gravitationswellen wurden ab 1958 von Joseph Weber an der Universität Maryland durchgeführt (der übrigens maßgeblich an der Entwicklung des Lasers beteiligt war). Er versuchte damals die Wellen durch die Messung von Schwingungen an großen Aluminiumzylindern nachzuweisen:
Allerdings erwiesen sich auch hier die externen Störungen als zu groß, um einen Nachweis zu erbringen – die Messergebnisse waren nicht eindeutig genug. Webers vermutete einige Male, dass er Gravitationswellen detektiert hatte. Seine Ergebnisse konnten allerdings nie reproduziert werden.
Auch im Februar 1987 meldete Weber eine Detektion von Gravitationswellen. Das war bemerkenswert – denn seine Detektion fand zum gleichen Zeitpunkt statt, als Astronomen die berühmte Supernova 1987A entdeckten. Und Supernova-Ausbrüche gehören zu den Ereignissen, von denen man sich starke Gravitationswellen erwarten würde!
Allerdings war auch hier die Meinung der wissenschaftlichen Community gespalten – viele glaubten nicht, das Weber tatsächlich die Gravitationswellen der Supernova gemessen hatte. Seine Instrumente seien dafür nicht sensibel genug. Bis zum Tod Webers im Jahr 2002 arbeitete er weiter an der Verbesserung der Gravitationswellendetektoren und hat damit den Weg für die modernen Experimente und Projekte bereitet. Aber obwohl er immer davon überzeugt war, die Wellen gemessen zu haben, hat sich diese Ansicht in der wissenschaftlichen Gemeinschaft nie durchgesetzt. Seine Arbeiten blieben immer umstritten (Weber war aber trotzdem kein Außenseiter in der Wissenschaft. Seine Arbeit wurde von vielen geschätzt – auch wenn sie die Ergebnisse anzweifelten. Er bekam viele wissenschaftliche Ehrungen und es gibt seit 2002 einen Joseph Weber Award für astronomische Instrumentierung).
Das könnte sich jetzt vielleicht ändern. Am Montag erschien auf dem Preprint-Server arXiv eine Arbeit mit dem Titel “Gravitational Wave Sources May Be “Closer” Than We Think” von Asghar Qadir vom Centre for Advanced Mathematics and Physics in Rawalpindi, Pakistan.
Darin zeigt er, dass die Stärke der Gravitationswellen bis jetzt vermutlich immer falsch berechnet wurde. Unter bestimmten Umständen – dann, wenn die Gravitationswellen asymmetrisch erzeugt werden, können sie viel stärker sein. Genau so eine Asymmetrie findet man bei der Supernova 1987A und Qadir rechnete aus, dass die Wellen von dort um einen Faktor 10000 stärker gewesen sein könnten, als angenommen!
Es ist also durchaus möglich, dass Weber 1987 tatsächlich als erster Gravitationswellen direkt nachgewiesen hat! Man müsste seine damaligen Experimente und Daten noch einmal genau ansehen und überprüfen. Weber wird eine eventuelle Rehabilitierung leider nicht mehr erleben – aber aus wissenschaftlicher Sicht könnte man aus einer neuen Untersuchung seiner Experimente viel lernen.
Kommentare (318)