Gravitationswellen: Urknall für die Ohren

Seit 400 Jahren schauen wir mit Teleskopen in die Unendlichkeit des Alls. Was vor dem Urknall geschah, werden wir niemals sehen, vermutet der Physiker Martin Bojowald. Aber wir werden es hören können - mit den Gravitationswellen-Detektoren der Zukunft.

Die meisten Dinge, die alles verändern, sind schnell Normalität. Das Internet zum Beispiel ist schon so gewöhnlich, dass man sich kaum noch an die Zeit ohne erinnert. Und wenn morgen jemand ein quantencomputierendes Hirnimplantat auf den Markt bringen sollte, mit dem sich jede einzelne Zelle im Körper kontrollieren und so der Krebs besiegen ließe, so wäre dies übermorgen schon wieder Vergangenheit. Denn wer oder was besiegt dann die Dekohärenz?

Auf Dauer alles verändernd ist nur die Erkenntnis. Halten ihre Ergebnisse Einzug in den Alltag, so werden sie alltäglich. Doch die Erkenntnis selbst bleibt verblüffend und besteht in Form der Weltbilder, die sie entwirft. Nur schwer kann man sich zum Beispiel daran gewöhnen, dass die Milchstraße eine Galaxie unter Millionen ist, in einem Universum, das, sich ausdehnend, aus einer unvorstellbar heißen und dichten Urknallphase zu kommen scheint. Das Internet dehnt sich auch aus, aber das erwarten wir von ihm.

Erkenntnis beruht auf Erfahrung, auf den Sinnen. Das wissenschaftliche Ereignis, das alles verändern wird, ist die Entwicklung eines neuen Sinnes, den nie zuvor ein Mensch erlebt hat. Ganz Neues wird erkannt werden, und Altes neu erfahren. Nein, hier ist nicht die Rede von hyperhumanen Monstermenschen, die operiert oder implantiert, gezüchtet oder gedopt in horrende Höhen gehetzt werden. Es wird uns schlicht ermöglicht werden, das Universum nicht nur zu sehen, sondern auch zu hören.

Vieles in unserem Weltbild wird sich verändern

Man stelle sich vor, eine der Statuen von Homer oder etwa Buddha würde plötzlich den steinernen Mund aufreißen und zu uns sprechen - nicht einfach nur mechanisch animiert das reden, was wir schon durch die Schriften wissen, sondern uns Unbekanntes verkünden. Die Geschichtswissenschaft würde revolutioniert werden; die Denkmäler, die ihr schon immer den Weg gewiesen haben, würden zu ungeahnten Informationsquellen.

Der Kosmologie, der Geschichtswissenschaft mit dem weitesten Blick, steht dies kurz bevor: Ihre Statuen - Sterne, Galaxien, der Urknall - werden bald nicht nur gesehen, sondern auch gehört werden.

In den 400 Jahren, die das Teleskop nun schon seine Dienste geleistet hat, haben wir das Universum auf viele unterschiedliche Weisen, aber nur mit einem Sinn erkundet. Ferne Botschaften aus den Weiten haben uns über elektromagnetische Strahlung wie das Licht erreicht. Nun sind Gravitationswellen-Detektoren im Aufbau, die uns für eine unabhängige Signalquelle empfindsam machen werden: Erschütterungen von Raum und Zeit, die wir - entfernt verwandt mit Druckschwankungen in der Luft, wie sie unsere Ohren vernehmen - werden aufzeichnen können.

Vieles in unserem Weltbild wird sich verändern. Zunächst wird erst einmal so manche Erwartung bestätigt werden, die wir aufgrund von Theorien schon haben, und anderes als fehlerhaft entlarvt. Doch ein neuer Sinn erschließt immer auch Unerwartetes. Und Interessantes - das Düstere und das Tragische - spielt sich auch und gerade im Universum im Dunkel ab, wovon uns kein Licht Kunde tut.

Die bedeutendsten Ereignisse im Kosmos:

  • Der heiße Urknall, an dem die gequälte Raum-Zeit sich krümmend windend zum Zerbersten gespannt ist.
  • Mächtige Neutronensterne, schwerer als die Sonne, doch niedergedrückt auf wenige Kilometer Radius, die unter der Last ihres Amtes zusammenbrechen.
  • Paare von schlanken Schwarzen Löchern, umhüllt von nichts als ihren bloßen Horizonten, die sich in wildem Tanz eng genähert haben und sich nun anschicken, miteinander zu verschmelzen.

All diese epischen Schlachten im All sind verhüllt von sie tarnenden Schleiern, die niemand zu lüften vermag.

Aber wir können lauschen. Und genau das werden uns die Gravitationswellen-Detektoren der Zukunft ermöglichen. Ob auf der Erde oder als Satelliten im All. Diese Ohren werden uns die Welt in einem neuen Klang zeigen. Wer kann heute schon ahnen, wohin uns das führen wird. Das Teleskop hat unser Weltbild weit über die Erde, das Sonnensystem, die Milchstraße und unsere Nachbargalaxien hinaus ausgedehnt.

Heute sehen wir fast das ganze Universum und seine Ausdehnung. Wohin kann das Weltbild da noch erweitert werden? Es gibt weiterhin Grenzen wie den Urknall, der zu heiß ist, um Licht oder andere elektromagnetische Wellen passieren zu lassen. Das Universum vor dem Urknall werden wir niemals sehen, aber vielleicht werden wir es hören.

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1. Gravitationswellen
Thelxinoe 19.05.2009
Seit vielen Jahren werden immer feinere Detektoren für Gravitationswellen in Dienst gestellt. Ist überhaupt schon jemals eine einzige Welle zweifelsfrei nachgewiesen worden?
2. Analysen
pax, 19.05.2009
Zitat von ThelxinoeSeit vielen Jahren werden immer feinere Detektoren für Gravitationswellen in Dienst gestellt. Ist überhaupt schon jemals eine einzige Welle zweifelsfrei nachgewiesen worden?
Die bisherigen Detektoren sind eher als proof-of-concept zu verstehen, die Empfindlichkeit nähert sich nur langsam der Grenze für die man einen echten Nachweis erwartet. Es gibt zwar einen Neutronenstern , der langsam in die Nachweisfähigkeit reinrutscht, der hat aber leider den Nachteil 50Hz Gravitationswellen auszusenden. Raten sie mal, was auf der Erde alles noch mit 50Hz schwingt ;-) Man kann sich aber ähnlich dem SETI-Projekt auch an der Gravitationswellensuche beteiligen indem man die Leerlaufzeit seines Rechners für die Datenanalyse zur Verfügung stellt. (siehe http://www.einsteinathome.org/) Im übrigen sind Gravitationswellen eine ausgeburt einer vereinfachten (linearisiserten) Relativitätstheorie. Meines letzten Wissenstandes nach ist es tatsächlich noch Aufgabe der aktuellen Forshcung nachzuweisen, dass diese Wellen-Lösungen auch Lösungen der vollständigen Allgemeinen Relativitätstheorie sind.
3. Kosten Nutzen Analyse
germanee 19.05.2009
Was fuer eine Verschwendung von Steuergeldern!! Nicht nur erleiden hier auf unserer Erde Millionen Menschen den (langsamen) Hungertod, sondern auch in Deutschland waechst die Armut - trotz der sozialen Verpflichtung des Staates lt. GrundGesetz. Die Erkenntnis des Herrn Bojowaldt ist so neu nicht -wenn die Menschen die Bibel lesen wuerden, wuerden sie sehen, dass die Antworten dort zu finden sind (AT besteht bereits seit bereits 3000 Jahren) - ein Universum, das bereits vor dem Urknall bestand, die Entwicklung des Universums, in dessen letzter Phase wir uns gerade befinden.
4. Häresie!
ZWV@SPON 19.05.2009
Zitat von germaneeWas fuer eine Verschwendung von Steuergeldern!! Nicht nur erleiden hier auf unserer Erde Millionen Menschen den (langsamen) Hungertod, sondern auch in Deutschland waechst die Armut - trotz der sozialen Verpflichtung des Staates lt. GrundGesetz. Die Erkenntnis des Herrn Bojowaldt ist so neu nicht -wenn die Menschen die Bibel lesen wuerden, wuerden sie sehen, dass die Antworten dort zu finden sind (AT besteht bereits seit bereits 3000 Jahren) - ein Universum, das bereits vor dem Urknall bestand, die Entwicklung des Universums, in dessen letzter Phase wir uns gerade befinden.
Die einzige Wahrheit finden wir in ihren Gedanken! Die Bibel ist das Werk der unheiligen lila Auster! Gruß Oli “May Her Hooves Never Be Shod” P.S.: Hier geht es um Wissenschaft und nicht um Religion.
5. Wer Ohren hat, der höre
mustermacher 19.05.2009
Der Stand der Wissenschaft ist immer ein vorübergehender. Es scheint eine zutiefst menschliche Eigenschaft zu sein, in der Betrachtung der Welt alle Erscheinungen auf ein zentrales Prinzip zurückführen zu wollen, sei es die Idee von Gott bei den Gläubigen der monotheistischen Religionen, sei es die Weltformel bei den Naturwissenschaftlern. Jedes Individuum ist für sich das Zentrum des Kosmos, eine Gesellschaft jedoch will sich auf ein außenliegendes Zentrum einigen. Wurde früher die Erde als Zentrum des Weltalls angesehen, so übernahm im weiteren Verlauf diese Rolle unsere Sonne, dann unsere Milchstraße und nun scheint analog dazu der Urknall der Fluchtpunkt unseres Weltbildes zu sein. Aber hält sich der Kosmos an dieses Dogma der Einzigartigkeit? Sind die so genannten Naturkonstanten wirklich überall und jederzeit gültig? Fragen über Fragen.
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Zur Person
Fredric Weber
Martin Bojowald, geboren 1973, lehrt theoretische Physik an der Pennsylvania State University in den USA. Mit seiner Theorie, nach der das Universum auch vor dem Urknall schon in anderer Form existierte, erregte er Aufsehen. In seinem Buch "Zurück vor den Urknall" erläutert er seine Erkenntnisse einem breiten Publikum.

Edge
Die Internetzeitschrift "Edge" versammelt in einer legendären Serie Beiträge der renommiertesten Wissenschaftler der Welt. Jedes Jahr wird ihnen eine Frage gestellt. Dieser Beitrag entstand als Antwort auf die Frage: Was wird alles verändern? SPIEGEL ONLINE präsentiert ausgewählte Beiträge exklusiv.