Gravitationswellen
Wenn Schwarze Löcher den Raum erzittern lassen

Wenn Schwarze Löcher kollidieren, erzittert der Raum. Vom Ort solcher kosmischer Katastrophen breiten sich Gravitationswellen aus – Störungen der Raumzeit, denen Forscher mit aufwendigen Versuchen nachjagen.
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BonnVerschmelzen zwei Schwarze Löcher miteinander, lassen sie den Raum erzittern. Und das nicht nur im übertragenen Sinn. Denn von den Orten, an denen derart massereiche Körper extrem stark beschleunigt werden, gehen wellenförmige Störungen der Raumzeit aus. Der Raum streckt sich dann periodisch und zieht sich wieder zusammen. Durchquert eine solche Gravitationswelle den Raum zwischen zwei Körpern, verändert sie den Abstand der beiden Objekte zueinander.

Doch so gewaltig die bei den Kollisionen frei werdenden Energien auch sind, der messbare Effekt ist extrem klein. Sind die verschmelzenden Schwarzen Löcher einige tausend Lichtjahre entfernt, sorgen die auf der Erde ankommenden Gravitationswellen nur für winzige Veränderungen. Eine Strecke von 100 Metern verändern sie gerade einmal um den Durchmesser eines Eisenatomkerns. Doch selbst ein solch unscheinbares Signal, eher eine Kräuselung der Raumzeit als eine mächtige Welle, können moderne Detektoren noch nachweisen.

Einen der faszinierendsten Ansätze dazu verfolgen Wissenschaftler wie Michael Kramer und Norbert Wex vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn. In der Juli-Ausgabe des Magazins Spektrum der Wissenschaft berichten sie über ihre Versuche, schnell rotierende Neutronensterne – sogenannte Pulsare – als Gravitationswellen-Detektoren zu nutzen. Wegen der sehr regelmäßigen Radiostrahlung, die Pulsare aussenden, gelten sie als hochgenaue kosmische „Uhren“. Wenn diese scheinbar falsch ticken, dies aber nach bestimmten Mustern tun, wissen die Forscher: Sie sind auf Gravitationswellen gestoßen.

Bislang stehen die Forscher aber vor einem großen Problem: Die gesuchten Ereignisse finden einfach zu selten statt. Denn verschmelzende Schwarze Löcher sind Mangelware in der Milchstraße, und selbst die viel häufigeren Explosionen massereicher Sterne, so genannte Supernovae – eine weitere Quelle von Gravitationswellen –, kommen in unserer Galaxis lediglich einmal pro Jahrhundert vor. Es bedarf also einer guten Portion Glück, damit die Detektoren tatsächlich fündig werden. Bislang zumindest ist der direkte Nachweis von Gravitationswellen nicht geglückt.

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