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Wissenschaft

Entstehung der Gravitationswellen

Treffen sich zwei Monstersterne

Die Entdeckung der Gravitationswellen war eine Sensation. Jetzt haben Forscher die Vorgeschichte der gewaltigen kosmischen Schwingungen rekonstruiert, die kürzlich die Erde trafen.

DPA

Künstlerische Darstellung von Gravitationswellen

Freitag, 24.06.2016   09:27 Uhr

Forscher haben die Geschichte der verschmolzenen Schwarzen Löcher rekonstruiert, von denen im vergangenen September erstmals Gravitationswellen registriert worden waren.

Die beiden Massemonster entwickelten sich demnach wahrscheinlich aus einem Doppelsystem zweier gigantischer Riesensterne in der Frühzeit des Kosmos, berichten Wissenschaftler um Krzysztof Belczynski von der Universität Warschau im Wissenschaftsmagazin "Nature".

Gravitationswellen sind eine rund hundert Jahre alte Vorhersage von Albert Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie. Sie entstehen immer, wenn Massen beschleunigt werden und sind umso stärker, je größer Masse und Beschleunigung sind.

Die Wellen strecken und stauchen den Raum selbst, was sich mit empfindlichen sogenannten Laser-Interferometern messen lässt.

1,2 Milliarden Jahre zur Erde unterwegs

Die ersten jemals nachgewiesenen Gravitationswellen wurden am 14. September 2015 vom Laser-Interferometer-Gravitationswellen-Observatorium Ligo in den USA registriert, das Ereignis bekam entsprechend dem Datum die Katalognummer GW150914.

Hintergrund

Es stammte von zwei verschmelzenden Schwarzen Löchern mit jeweils etwa der 30-fachen Masse unserer Sonne in etwa 1,2 Milliarden Lichtjahren Entfernung von der Erde. Ein Lichtjahr ist die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt.

Vorläufer dieser beiden Schwarzen Löcher waren den Modellrechnungen zufolge zwei Monstersterne mit jeweils 40 bis 100 Mal soviel Masse wie unsere Sonne.

Diese beiden Riesen waren wahrscheinlich schon rund zwei Milliarden Jahre nach dem Urknall entstanden und lebten nicht lange: Schon nach etwa fünf Millionen Jahren waren beide ausgebrannt und formten jeweils ein Schwarzes Loch.

Anschließend dauerte es 10,3 Milliarden Jahre, in denen sich die beiden Schwarzen Löcher immer enger umkreisten, bis sie schließlich zu einem einzigen großen Schwarzen Loch verschmolzen.

Ligo registrierte die letzten 0,2 Sekunden dieses kosmischen Tanzes. Wegen der gigantischen Entfernung waren die Gravitationswellen rund 1,2 Milliarden Jahre zur Erde unterwegs. Da die beiden Riesensonnen schon relativ früh in der kosmischen Geschichte entstanden sind, war ihre Heimat vermutlich eine eher kleine Galaxie und nicht so eine weit entwickelte wie unsere Milchstraße.

Jubiläum für einen Geniestreich

Inzwischen ist den Physikern sogar ein zweiter Nachweis von Gravitationswellen geglückt: In der Nacht vom ersten auf den zweiten Weihnachtsfeiertag 2015 registrierten die Messgeräte erneut die typische Signatur. Diesmal waren zwei schwarze Löcher von 8 und 14 Sonnenmassen ineinander gekracht.

Von Till Mundzeck, dpa/boj

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