Zeitung Heute : Der kleinste Abstand

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Eine Folge der Relativitätstheorie hätte besonders weit reichende Konsequenzen: die Existenz von Gravitationswellen. Jeder Versuch festzustellen, ob diese kosmische Brandung gelegentlich die Erde trifft und dabei Raum und Zeit minimal zusammenquetscht, ist bisher gescheitert. „Einstein war sich nicht ganz sicher, ob es die Gravitationswellen wirklich gibt oder ob es sich nur um ein mathematisches Artefakt handelt“, sagt Bernard Schutz, Direktor am AlbertEinstein-Institut in Golm. „Wir sind uns heute sicher, dass es sie gibt.“ Doch die für ihren Nachweis erforderliche Präzision der Messinstrumente ist atemberaubend:

„Der Abstand zwischen Erde und Sonne würde sich durch eine eintreffende Gravitationswelle nur um die Größe eines Wasserstoffatoms ändern“, sagt Karsten Danzmann. Da so lange Messgeräte nicht gebaut werden können, muss der Physiker mit seiner Apparatur noch winzigere Längenänderungen erfassen können: etwa ein Tausendstel des Durchmessers eines Atomkerns.

Die Forschungsanlage hat zwei 600 Meter lange Arme. Sie liegen 20 Kilometer südlich von Hannover versteckt zwischen Weizenfeldern, Rübenäckern und Kirschbäumen. Durch jede der beiden senkrecht zueinander stehenden Vakuumröhren jagt ein Laserstrahl. Er wird am Ende seines Wegs von einem Spiegel reflektiert und nach seiner Rückkehr erneut von einem Spiegel umgelenkt. So laufen die Lichtstrahlen hin und her, ehe sie schließlich in der Mitte zusammengeführt werden. Bei dieser Überlagerung entsteht ein Bild mit charakteristischem Muster. Kommt nun eine Gravitationswelle daher, so staucht und dehnt sie den Raum in kurzen Zeitabständen: Das Bild beginnt zu flimmern.

Die Anlage ist ungeheuer empfindlich. Man hört damit zum Beispiel die Brandung der 300 Kilometer entfernten Nordsee. Alle fünf Sekunden eine Welle. Solche Störungen müssen er und sein Team nach und nach herausfiltern, um irgendwann vielleicht das Signal einer Gravitationswelle zu vernehmen. Aber wie wird dieses Signal aussehen? Wie verläuft eine Welle, die irgendwo im All durch die Kollision zweier schwarzer Löcher entstanden ist? Oder durch zwei sich rasant umkreisende Neutronensterne?

„Das muss uns die Theorie sagen“, meint Schutz. Nur: Die einsteinschen Gleichungen sind so komplex, „dass es unmöglich ist, den Zusammenstoß zweier schwarzer Löcher zu beschreiben“. Und während der Theoretiker versucht, solche Kollisionen am Computer zu simulieren, lauscht der Experimentator den Sphärenklängen. Tut sich was, da draußen? „Vielleicht haben wir schon ein Signal und wissen es noch nicht“, sagt Danzmann. Er hofft, die Wellen spätestens bis etwa 2015 mit einer im Weltall stationierten Apparatur registrieren zu können. „Es ist nicht Geduld, die man braucht, sondern Langlebigkeit."

Der Autor ist Redakteur beim Tagesspiegel. 2004 ist von ihm bei Klett-Cotta erschienen: „Am Anfang war kein Mond“.

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