Diese künstlerische Darstellung zeigt die Explosion zweier verschmelzender Neutronensterne. Astronomen hatten erstmals im Februar 2016 Gravitationswellen von der Kollision zweier Neutronensterne aufgezeichnet. Foto: ESO/L. Calçada/M. Kornmesser/dpa

Die Suche nach Gravitationswellen im Weltall geht weiter. Forscher in den USA, Deutschland und Italien haben im April die dritte Runde umfangreicher Messungen eingeläutet. Sie rechnen mit „zahlreichen spannenden Ergebnissen“.

Hannover/Stuttgart - Im Februar 2016 hatten Astronomen vom Ligo-Observatorium in den USA erstmals Gravitationswellen direkt nachgewiesen und damit mehr als 100 Jahre alte Vorhersage von Albert Einstein (1879-1955) belegt. In diesem April hat nun der dritte Beobachtungslauf – „O3“ genannt – den mit den Gravitationswellen-Detektoren Ligo, Virgo in Italien und GEO600 des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik in Hannover (Albert-Einstein-Institut, AEI).

Das „O3“-Forschungsprojekt soll laut AEI „ein ganzes Jahr andauern“. Der japanische Kagra-Detector wird demnach voraussichtlich ab Ende 2019 an der Beobachtungskampagne teilnehmen und das Netzwerk um einen weiteren großen Detektor ergänzen.

Das Wissenschaftsmagazin „Spektrum“ spricht bereits von 2019 als „Jahr der Gravitationswellen“.

Laut AEI wurde die Empfindlichkeit der Systeme seit den letzten Messungen deutlich erhöht. Die Forscher rechnen in den nächsten Wochen und Monaten deshalb mit „zahlreichen spannenden Ergebnissen“. Anders als in der Vergangenheit würden potenzielle Funde unmittelbar veröffentlicht, heißt es in einer Pressemitteilung des AEI.

Einstein und das Geheimnis der kosmischen Wellen

Gravitationswellen entstehen, wenn große Objekte wie Sterne beschleunigt werden. Dabei stauchen und strecken sie die Raumzeit. Sie breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus und verbiegen dabei den Raum - ähnlich wie ein ins Wasser geworfener Stein, der sich ausbreitende Wellen auf der Oberfläche erzeugt.

Gravitationswellen gehören zu den spektakulärsten Vorhersagen von Albert Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie, die er 1915 veröffentlichte (die Spezielle Relativitätstheorie präsentierte er bereits im Jahr 1905).

Jeder beschleunigte Körper sendet demnach Gravitationswellen aus - also auch ein Autofahrer, der an einer Ampel startet. Die Wellen sind umso stärker, je mehr Masse der Körper hat. Jedoch sind sie in der Regel so winzig, dass Einstein selbst nicht daran glaubte, dass man sie jemals messen könnte. Seit über 50 Jahren suchen Physiker einen direkten Nachweis.

Detektoren messen Gravitationswellen

Ligo misst das Erzittern der Raumzeit mit Hilfe von zwei jeweils vier Kilometer langen auf einem flachen Boden liegenden Röhren, die rechtwinklig aufeinander stoßen. Über ein Lasersystem in den Röhren lässt sich die Länge der Arme extrem genau überwachen.

Von 2010 an wurden die Detektoren dann aufgerüstet, unter anderem mit Technik, die im Rahmen des deutschen Experiments GEO600 bei Hannover entwickelt worden ist. Seit September 2015 hat dieses „advanced Ligo“ (auf deutsch: weiterentwickeltes aLigo) eine deutlich verbesserte Empfindlichkeit.

Läuft eine Gravitationswelle durch die Anlage, staucht und streckt sie die Arme unterschiedlich stark. Die verschmelzenden Schwarzen Löcher stauchten die Anlage nur um ein Tausendstel der Dicke eines Wasserstoffatomkerns. Dennoch schlug der Detektor an.

Neben den Ligo-Forschern fahnden zahlreiche andere Physiker nach stichhaltigen Beweisen für Gravitationswellen. 20 Kilometer südlich von Hannover betreibt seit 2001 ein deutsch-britisches Forschungsprojekt den Detektor GEO600. In Italien steht eine Anlage mit Namen Virgo.

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