Mit zwei riesigen Doppeldetektoren, einer in Livingstone (im Bild) in Louisiana, der andere in Hanford, Washington, sollen beim Gravitationswellen-Observatorium LIGO Gravitationswellen nachgewiesen werden.
Washington/Pisa/Wien – Jetzt heißt es also wieder warten – aber wenigstens nur mehr bis zum späten Nachmittag. Um 16.30 MESZ wollen die Forscher des Gravitationswellen-Observatoriums LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) nämlich allen Gerüchten ein Ende setzen: In einer Pressekonferenz in Washington, D.C. werden sie über die neuesten Entwicklungen ihrer Jagd nach Gravitationswellen informieren.
Auch in Pisa, wo sich der französisch-italienische Gravitationswellendetektor VIRGO befindet, und in Hannover am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik gibt es Pressekonferenzen. Gibt es also endlich den sehnlich erwarteten Nachweis der Gravitationswellen, die Albert Einstein aus seiner Relativitätstheorie ableitete? Vieles an der geheimnistuerischen Inszenierung spricht dafür. Doch ob es tatsächlich der Durchbruch ist, der heute verkündet wird, oder "nur" ein Teilerfolg, ist unklar.
Vorhersage vor 100 Jahren
Einstein hat vorhergeragt, dass beschleunigte Massen Störungen in der Raumzeit erzeugen, die sich als Welle ausbreiten. Die Wellen sind umso stärker, je mehr Masse ein Körper hat. Vor allem kosmische Großereignisse wie Sternenexplosionen, verschmelzende Doppelsternsysteme oder Schwarze Löcher sollten deutliche Gravitationswellen erzeugen, die den Raum stauchen und strecken.
Der indirekte Nachweis gelang bereits in den 1970er-Jahren: Die US-amerikanischen Physiker Russell Hulse und Joseph Taylor konnten anhand eines Doppelsternsystems zeigen, dass die Umlaufbahnen dieser einander umkreisender Massen im Laufe der Zeit immer enger werden und somit Energie verlieren, was exakt der Vorhersage entsprach. Die beiden wurden 1993 dafür mit dem Nobelpreis ausgezeichnet.
Doch direkte Nachweise sind ausgesprochen schwierig. Selbst bei kosmischen Großereignissen sind die von den Gravitationswellen verursachten Änderungen der Raumzeit so gering, dass Einstein zweifelte, ob man sie jemals messen könnte. Doch genau das scheint zunehmend greifbar.
Vermeintlicher Durchbruch 2014
Sollte heute der historische Durchbruch verkündet werden, wäre das nicht das erste Mal: Schon im März 2014 meldeten Forscher des Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics einen vermeintlichen Erfolg, der jedoch bald darauf buchstäblich zu Staub zerfiel: Mithilfe des am Südpol stationierten Teleskops BICEP2 (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization) wollten sie die Signatur von Gravitationswellen aus der Frühphase des Universums gemessen haben.
Das wäre der erste direkte Beleg für die inflationäre Ausdehnung des Universums gewesen. Diese Inflationstheorie besagt, dass es unmittelbar nach dem Urknall eine extrem rasche Expansionsphase des Universums gegeben haben muss. In dieser Phase prägten demnach Gravitationswellen der kosmischen Hintergrundstrahlung – also des "Echos des Urknalls" – ein charakteristisches Muster auf.
Doch weitere Untersuchungen zeigten, dass die Forscher in ihrer Analyse den Einfluss von kosmischem Staub unterschätzt hatten, der dieselben Muster erzeugen kann. Knapp ein Jahr später war klar, dass die gemessenen Verzerrungen tatsächlich durch kosmischen Staub in der Milchstraße erzeugt wurden. Wieder also kein Nachweis.
Wird nun aber der 11. Februar 2016 in die Physikgeschichte eingehen? Wir hoffen es – und berichten live über alle Neuigkeiten! (red, 11.2.2016)