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 war die Raumverzerrung kleiner als ein Tausendstel des Durchmessers eines Protons. Zum Nachweis verwendeten die Experimente LIGO (USA) und später Virgo (Italien) hochpräzise Laserinterferometer mit Armlängen von jeweils vier Kilometern.

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.

Kurz nach dem Nachweis von GW150914 folgte 2017 das Ereignis GW170817 - die Verschmelzung zweier Neutronensterne, begleitet von einem kurzen Gammastrahlenausbruch, was die erste multimessenger-astronomische Beobachtung begründete.