Einsteins Erben: Entdecker der Gravitationswellen bekommen Physik-Nobelpreis

Redakteur: Michael Eckstein

Rainer Weiss, Kip Stephen Thorne und Barry Barish erhalten die höchste Physik-Auszeichnung – stellvertretend für über tausend Forscher, die gemeinsam am Nachweis der kosmischen Raum-Zeit-Schwingungen gearbeitet haben.

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Numerische Simulation der Verschmelzung zweier schwarzer Löcher und der entstehenden Gravitationswellen.
Numerische Simulation der Verschmelzung zweier schwarzer Löcher und der entstehenden Gravitationswellen.
(Bild: S. Ossokine, A. Buonanno, R. Haas (Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik))

Einstein hatte sie bereits 1916 vorausgesagt: Verformungen der Raum-Zeit. Hervorgerufen durch Massen, die sich durch das Universum bewegen. Sie waren eine direkte Ableitung seiner Allgemeinen Relativitätstheorie.

Messen konnte man sie lange nicht. Denn selbst kosmische Großereignisse wie der Todestanz zweier massereicher schwarzer Löcher, die sich mit wahnwitziger Geschwindigkeit umrunden, erzeugen in der Ferne nur winzige Änderungen der räumlichen und zeitlichen Dimensionen. Ausreichend empfindliche Messinstrumente fehlten. Und damit auch der direkte Nachweis.

Enorme Forschungsanstrengungen seit über 50 Jahren

Seit den 1960er Jahren treibt eine internationale Kollaboration aus mittlerweile über 40 Instituten die Gravitationswellenforschung voran. Weder Kalter Krieg noch finanzielle Engpässe in vielen Ländern konnte sie aufhalten. Wissenschaftler der Max-Planck-Gesellschaft waren von Anfang an dabei. Schritt für Schritt entstand seitdem ein weltumspannendes Netz von mehr als 1.000 Forschenden. Gemeinsam entwickelten sie das Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory/Laser-Interferometer, kurz: LIGO.

Doch erst 99 Jahre, nachdem Einstein seine kühne Theorie an der preußischen Akademie der Wissenschaften – dem Vorläufer des heutigen Max-Planck-Instituts – vorstellte und vermutlich ungläubiges Kopfschütteln erntete, war es soweit: Der in den USA stationierte LIGO-Detektor verschickte eine E-Mail, die ein Physiker in Hannover öffnete. Sie enthielt eine Sensation – erstmals hatte eine von Menschen geschaffene Apparatur direkt eine Gravitationswelle gemessen.

Drei für tausende

Obwohl hunderte von Ingenieuren und Wissenschaftler an der Entdeckung beteiligt waren, kann der Preis nur an maximal drei Personen vergeben werden. Die Regeln der Nobelstiftung sehen das so vor.

Für ihre entscheidenden Beiträge zum LIGO-Detektor sowie für die Beobachtung der Gravitationswellen hat die Königliche Schwedische Akademie der Wissenschaften nun die drei US-Forscher Rainer Weiss, Kip Stephen Thorne und Barry Barish für die Auszeichnung auserkoren.

Alle drei reichen die Ehren direkt weiter: Sie sehen den Preis vor allem als Anerkennung der Arbeit von über tausend Menschen, die über die Jahre an dem Projekt mitgearbeitet haben.

Was bringt das?

Nach Aussagen von Bernard F. Schutz, dem emeritierten Gründungsdirektor des Albert Einstein Instituts (AEI), ist der Nachweis von Gravitationswellen „ein Wendepunkt für die astronomische und astrophysikalische Forschung. Wir haben damit ein neues Werkzeug zum Beobachten des Universums.“

Heute, gut zwei Jahre nach der Sensations-E-Mail, haben die LIGO-Forscher bereits drei Gravitationswellen nachgewiesen. Nach Aussagen beteiligter Wissenschaftler am Albert Einstein Institut in Potsdam bestätigen die Ergebnisse eine bislang unbekannte Population schwarzer Löcher. Wie bei den ersten beiden Nachweisen entstanden die beobachteten Wellen bei der Verschmelzung von zwei schwarzen Löchern zu einem größeren schwarzen Loch. Das Signal wurde zuerst am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Hannover beobachtet.

Nach der Mitteilung des AEI verstärkt die neueste Entdeckung das wissenschaftliche Fundament für eine neue Klasse von Paaren schwarzer Löcher, deren Massen größer sind als diejenigen, die vor LIGO bekannt waren. Das beobachtete schwarze Loch hat demnach eine Masse, die der 49-fachen unserer Sonne entspricht.

Das AEI ist Teil der internationalen Kooperation, die mit großem Engagement die Voraussetzungen für den jetzigen Erfolg geschaffen hat. Und darauf sei man sehr stolz, erklärt Schutz. „Wir freuen uns sehr über die Auszeichnung für drei Pioniere der Gravitationswellenforschung. Sie haben ihr Ziel nie aus den Augen verloren und Generationen junger Wissenschaftler inspiriert."

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