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Nobelpreis für Physik US-Physiker für Nachweis von Gravitationswellen geehrt

Der Nobelpreis geht in diesem Jahr an drei US-Amerikaner, die das erste Mal Gravitationswellen nachweisen konnten.

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3:52 min, aus Rendez-vous vom 03.10.2017.
  • Die Astrophysiker Rainer Weiss, Barry Barish und Kip Thorne bekamen den Nobelpreis für den ersten direkten Nachweis im All entstehender Gravitationswellen.
  • Der deutschstämmige US-Amerikaner Rainer Weiss ist einer der führenden Wissenschaftler beim Ligo-Projekt, einem Gravitationswellendetektor.
  • Kip S. Thorne war ebenfalls massgeblich am Aufbau des Ligo-Projekts beteiligt und Barry C. Barish trieb die Entwicklung des Detektors voran.

Wirklich überrascht war niemand. «Ich denke, die Preisträger hatten den Nobelpreis mehr oder weniger erwartet», sagt Olga Botner vom Nobelpreis-Komitee. Zu Recht: Die erste direkte Messung von Gravitationswellen ist eine historische Entdeckung.

Schon Albert Einstein hatte 1915 in seiner allgemeinen Relativitätstheorie vorausgesagt, dass es Gravitationswellen geben müsste. Doch er war überzeugt, dass man sie niemals würde messen können.

Mit Lichtgeschwindigkeit durchs All

Gravitationswellen entstehen, wenn sich Objekte durch den Raum bewegen, ähnlich wie sich Wellen ausbreiten, wenn man einen Stein in einen Teich wirft. Die Wellen rasen mit Lichtgeschwindigkeit durchs All, auch durch die Erde. Spüren können wir sie nicht. Und auch sie zu messen, ist nur bei besonders starken Wellen möglich.

Solche starken Gravitationswellen entstehen, wenn besonders schwere Objekte in Bewegung kommen, zum Beispiel, wenn ein Stern am Ende seiner Lebenszeit explodiert, oder wenn zwei Schwarze Löcher miteinander verschmelzen.

So entstehen Gravitationswellen

Am 14. September 2015 «schwappte» eine solche Welle durch die Erde und wurde von den Detektoren des LIGO-Observatoriums in den USA aufgezeichnet. Den jetzigen Nobelpreisträgern war es erstmals gelungen, eine Gravitationswelle direkt nachzuweisen. Genau 100 Jahre nach Einsteins Vorhersage.

Vibrationen von der Grösse eines Atomkerns

Die von den Forschern gemessene Gravitationswelle war bei der Kollision zweier Schwarzer Löcher entstanden – vor 1,3 Milliarden Jahren. So lange brauchte sie, um aus einer fernen Galaxie uns zu kommen.

«Es ist faszinierend zu denken, dass während die Welle durch Universum rauschte, überhaupt erst die Menschheit entstand und Instrumente entwickelte, um ihre winzigen Vibrationen zu messen», sagt Olga Botner vom Nobelpreis-Komitee.

Extrem sensible Messgeräte entwickelt

Wenn Gravitationswellen durch die Erde gehen, stauchen sie unseren Planeten kurz um einen Trillionstel Millimeter – das ist die Grösse eines Atomkerns. Diese winzige Stauchung mussten die Forscher messen, um die Gravitationswelle nachweisen zu können. Jahrzehnte lang tüftelten sie dafür an einem extrem sensiblen Messgerät, dem Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory, kurz LIGO. Auch dafür gewannen sie nun den Preis.

Porträt von Kip S. Thorne vor einem Bücherregal.
Legende: Kip S. Thorne: Er war auch wissenschaftlicher Berater und ausführender Produzent beim Science-Fiction-Film «Interstellar». Reuter

Kip Thorne und Rainer Weiss entwickelten seit den 1970er-Jahren die grundlegende Technik, mit der die Wellen gemessen wurden. Barry Barish perfektionierte die Technologie.

Belohnung für Jahrzehnte lange Arbeit

«Ich hasse es, sagen zu müssen, dass wir seit 40 Jahren versuchen, diese Gravitationswellen zu messen», sagt Rainer Weiss nach der Nobelpreis-Verkündigung. «Aufregend, dass wir es am Ende geschafft haben».

Für die Astrophysiker sind die Gravitationswellen wie eine neue Art von Fernrohr ins All, das anders sieht, als alle bisherigen Fernrohre. «Vielleicht, mit noch sensibleren Detektoren, können wir sogar einst bis zum Anfang des Universums schauen», hofft Weiss.

Zu sehen, wie das Universum einst entstand, wäre die eigentliche Belohnung für die nun ausgezeichneten Laureaten.