Gravitationswelle

Gravitationswelle bezeichnet eine Wellenstörung in der Raumzeit, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet und durch beschleunigte, asymmetrische Massenverteilungen erzeugt wird. Albert Einstein sagte diese Erscheinung 1916 als Folge seiner Allgemeinen Relativitätstheorie vorher.

Gravitationswellen dehnen und stauchen den Raum senkrecht zu ihrer Ausbreitungsrichtung. Bei astrophysikalischen Quellen ist dieser Effekt allerdings winzig: Beim ersten direkt nachgewiesenen Ereignis GW150914 im Jahr 2015 änderte sich die Länge der Detektorarme nur um rund ein Tausendstel des Durchmessers eines Protons. Gemessen wurde das Signal von den beiden LIGO-Detektoren in den USA, hochpräzisen Laserinterferometern mit vier Kilometer langen Armen. Seit 2017 beobachtet auch der europäische Detektor Virgo in Italien mit drei Kilometer langen Armen.

GW150914 entstand durch die Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher mit rund 36 und 29 Sonnenmassen in etwa 1,3 Milliarden Lichtjahren Entfernung. Beim Zusammenstoß wurde innerhalb von Sekundenbruchteilen eine Energie entsprechend rund drei Sonnenmassen als Gravitationswellenstrahlung abgegeben. Der Nachweis markierte den Beginn der Gravitationswellen-Astronomie und wurde 2017 mit dem Physik-Nobelpreis ausgezeichnet.

Im August 2017 folgte das Ereignis GW170817 - die Verschmelzung zweier Neutronensterne, begleitet von einem kurzen Gammastrahlenausbruch und einer Kilonova. Es war die erste gemeinsame Beobachtung eines Ereignisses in Gravitationswellen und elektromagnetischer Strahlung.