Dieter Broers

Aufbruch in ein neues Zeitalter

Der Klang des Universums: Entdeckung der Gravitationswellen markiert neue Ära der Astrophysik

Diese Entdeckung wird eine völlig neue Art der Beobachtungsmöglichkeit kosmischer Ereignisse einleiteten. Möglicherweise müssen wir die Ursprünge des Universums sogar vollkommen neu überdenken.

Liebe Freunde,

dieses Jahr ist voll von neuen und spektakulären Entdeckungen. In 2017 machen die von Einstein vorhergesagten Gravitationswellen ebenfalls wieder von sich reden. Sie zu erkennen, hat das Potenzial die komplette Astrophysik zu revolutionieren. Einstein selbst glaubte nicht daran, dass Ihr Nachweis jemals gelingen könnte. Er sollte irren, denn im Herbst 2015 war dies zweifelsfrei gelungen. Für diese Leistung ging der Nobelpreis für Physik in diesem Jahr daher vollkommen zu Recht zur Hälfte an Rainer Weiss und zur anderen Hälfte gemeinsam an Barry C. Barish und Kip S. Thorne. Ihnen war der Nachweis der Wellen aus dem All am Observatorium LIGO gelungen.

Vor etwa 1,3 Milliarden Jahren kollidierten in einer weit entfernten Galaxie zwei gewaltige Schwarze Löcher heftig zusammen und lösten Wellen in der Raumzeit aus. Diese Wellen, Gravitationswellen genannt, passierten die Erde am 14. September 2015. Zum ersten Mal überhaupt entdeckte der Mensch mit Hilfe von LIGO die nahezu unmerkliche Bewegung der Gravitationswellen. Erneut konnten sie drei Monate später, in diesem Januar und wieder im August detektiert werden. Jede der vier Gravitationswellen-Detektionen stützte Einsteins Theorie weiter und sorgte dafür, dass das LIGO-Team in die Geschichte einging.

Der Erfolg von LIGO ist der Beginn einer neuen Art von Astronomie. „Dies eröffnet ein neues Fenster zum Universum“, sagt Saul Teukolsky, ein theoretischer Astrophysiker an der Cornell University in Ithaca, New York. „Und jedes Mal, wenn sich ein neues Fenster öffnet, haben wir unglaubliche Entdeckungen gemacht.“

Gravitationswellen sind der Klang des Universums

„Alles erzeugt Gravitationswellen. Du und ich erzeugen Gravitationswellen, indem wir unseren Mund öffnen und sprechen. Jedes Mal, wenn Materie sich bewegt, werden Gravitationswellen erzeugt „, erklärt Lawrence Krauss, theoretischer Physiker und Kosmologe an der Arizona State University.

Vereinfacht gesagt stauchen Gravitationswellen den Raum in alle Richtungen. Das Problem: Üblicherweise sind diese Wellen viel zu schwach um sie messbar zu machen. Es braucht gigantisch große Masseereignisse, wie zum Beispiel die Fusion schwarzer Löcher, um sie wahrnehmen zu können. Hinzu kommt, dass ein Nachweis mit den bisherigen Verfahren, mit welchen wir das Universum beobachteten, nicht möglich war.

 

Bisher haben sich Astronomen weitgehend auf die Messung von elektromagnetischer Strahlung gestützt, um das Universum zu beobachten. Objekte emittieren elektromagnetische Wellen über ein breites Spektrum, die teilweise für das menschliche Auge als Licht sichtbar sind, von den Teleskopen auf der Erde oder im Orbit verwendeten wahrgenommen werden.

Gravitationswellen hingegen, erlauben Astronomen das Universum auf eine ganz andere Weise zu betrachten: Durch Bewegung. „Dies ist eine völlig neue Art der Astronomie“, sagt Manuela Campanelli, Direktorin des Zentrums für Computational Relativität and Gravitation des Rochester Institute of Technology in Rochester, N.Y.

Besonders spektakulär ist, dass dabei Gravitationswellen vom Beginn des Universums empfangen werden konnten, was einer weiteren Revolution gleichkommt.

Können wir den Geburtsschrei der Erde bald deutlich hören?

Die Entdeckung der Gravitationswellen aus der Zeit des Urknalls sind nicht nur die letzte fehlende Bestätigung für Albert Einsteins Formeln. Die explosionsartige Geburt des Kosmos könnte seinerzeit Gravitationswellen erzeugt haben, die heute noch messbar sind.

Gravitationswellen aus der Frühzeit des sich ruckartig ausdehnenden Universums, das gehört neben der noch ausstehenden Entdeckung von Dunkler Materie sowie außerirdischem Leben zu den spannendsten Themen der Astrophysik. in bisschen erinnert die Suche danach an das Higgs-Teilchen: Physiker sind längst überzeugt, dass es diese Gravitationswellen gibt. Insofern wird es ihr Weltbild nicht umstürzen, falls diese nun entdeckt wurden. Und doch ist es faszinierend, auf der Erde Signale aus der Geburtsstunde des Universums zu empfangen. Aus einer Zeit vor 13,8 Milliarden Jahren, als der Kosmos gerade mal 0,000000000 00000000000000000000000001 Sekunden alt war.

Bislang reichte das empirische Wissen der Physiker allerdings nicht ganz bis zum Zeitpunkt Null, sondern nur zurück bis etwa zur ersten Sekunde nach dem Urknall. Die erste Sekunde selbst jedoch blieb rätselhaft.

Dabei liegt gerade in dieser Geburtsphase des Alls der Schlüssel zur lange gesuchten „Theorie für Alles“. Sie soll eines Tages die Theorie vom Großen (Relativitätstheorie) mit der Theorie vom Kleinen (Quantenphysik) verschmelzen. Hier liegt eines der nach wir vor größten ungelösten Rätsel der physikalischen Gesetze. Nach wie vor haben wir nicht die geringste Idee wie die Verbindung zwischen Quantenphysik und Relativitätstheorie aussieht. Wir wissen nur: Beide Naturgesetze sind für sich genommen zweifelsfrei stimmig. Doch wo ist die verbogene Verbindungstüre? Es bleibt ein Mysterium.

Verschmelzung Schwarzer Löcher lässt Gravitationswellen deutlich schwingen

In diesem Jahr hat die Ligo-Forschergruppe einen weiteren großen Erfolg verbucht. Ebenfalls ging es dabei um die Verschmelzung zweier weit entfernter Schwarzer Löcher. Die äußerst massereichen Objekte hatten sich mit einer Entfernung von drei Milliarden Lichtjahren immer stärker eingekreist, bis sie vollends kollidierten und miteinander fusionierten. Eine wahrhaft sensationelle Entdeckung, die uns viel über das immer noch sehr rätselhafte Phänomen der Schwarzen Löcher preisgeben kann.

 

Bei diesem Ereignis geriet die Raumzeit offenkundig derart gewaltig in Schwingung, dass die sehr empfindlichen Laser-Antennen von Ligo in Hanford (Washington) und Livingston (Louisiana) abermals eine Detektion vornehmen konnten.

Wie die Forscher von Ligo bekannt gaben, ist die Gravitationswelle dieses Jahr am 4. Januar kurz vor 11.12 Uhr deutscher Zeit gemessen worden. Das Signal erreichte den Detektor in Hanford zuerst. Drei Millisekunden später sprach die 3000 Kilometer entfernte Anlagen in Livingston an.

Besonders interessant an diesem Ereignis ist, dass es in einem doppelt so großen Abstand stattgefunden hat wie die beiden ersten. Jedes Schwarze Loch hatte zudem einen starken Drehimpuls und rotierte dabei um sich selbst.

Die Natur stellt das bisherige Denkmodell der Menschheit einfach auf den Kopf

Liebe Freunde,

in Anbetracht der massiven Umwälzungen die unsere Annahmen über die Entstehung von Materie, und des Universums insgesamt, immer wieder auf den Kopf stellen, wirkt es geradezu erstaunlich, wie stark das Weltbild vieler Menschen noch in Stein gemeißelt zu sein scheint. Selbst die Naturwissenschaft ist davon nicht ausgenommen.

Überwiegend hat man den Eindruck, es kann einfach nicht sein, was nicht sein darf. Das interessiert die Natur allerdings herzlich wenig. Die Erkenntnisse der Astro- und Quantenphysik zwingen uns gerade zu, alles bisher gedachte vollkommen neu zu überdenken. Daran kann es keinen Zweifel geben. Man könnte auch sagen, das Universum hebt seinen Schleier Tag für Tag ein Stück weit mehr. Alle, die sehen wollen, die können es auch sehen.

Diese phänomenalen Entdeckungen geben der Astronomie zweifelsohne einen ganz neuen Auftrieb. Astronomen hoffen nun, Antworten auf die grundlegenden Fragen der Physik, Kernphysik und den kontinuierlichen Phänomenen zu erlangen, indem sie Gravitationswellen belauschen, die sich mit den subtilen Wellen stetiger Bewegung im Universum ausbreiten.

Möglicherweise geben uns die Gravitationswellen sogar Antworten auf Fragen über die Ursprünge des Universums selbst. Was diese Ursprünge betrifft halte ich es nach wie vor mit Burkhard Heim, der aus seinen langjährigen Forschungen herleitete:

„Das, was wir als Materie bezeichnen, unterliegt einem Wirkprozess, der von den geistigen Dimensionen gesteuert wird. Von der Entstehung bis zur Steuerung der materiellen Welt entspringt alles den geistigen Dimensionen.“

Die zentrale Frage, die sich daran anschließend stellt, ist WIE sich Geist in Materie verwandelt – dabei spielen die Gravitationswellen wahrscheinlich eine entscheidende Rolle.

Me Agape

Euer Dieter Broers

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