Gravitationswellen
Nachdem
man
sie
1974
indirekt
nachgewiesen
hat,
hat
man
nun
signifikante
Beweise
dafür,
Gravitationswellen
direkt
nachgewiesen
zu
haben.
Schön,
nur
was
hat
man
da
eigentlich
entdeckt?
Was genau sind Gravitationswellen? Und was genau ist Gravitation?
Kurz
gesagt:
„Gravitation
ist
ein
Effekt
der
Raumkrümmung,
die
wiederum
durch
Masse
generiert
wird.“
Also,
Masse
krümmt
den
Raum
und
die
Krümmung
bewirkt
die
Anziehungskraft,
die
wir
als
Gravitation bezeichnen.
Was
uns
zu
der
Frage
bringt,
woraus
besteht
der
Raum?
Gemäß
gültiger
Auffassung
des
kosmologischen
Standardmodells
besteht
Raum
aus
Nichts.
Keine
Energie,
keine
Masse,
kein
Irgendwas, sondern einfach Nichts.
Und
dieses
Nichts
wird
durch
Masse
gekrümmt.
Soweit,
dass
es
Einfluss
(Anziehungskraft)
auf
eben das hat, was es gekrümmt hat, Masse nämlich.
Übertragen
aufs
wirkliche
Leben
heißt
das,
dass,
wenn
ich
aus
dem
Fenster
falle,
das
gekrümmte
Nichts dafür sorgt, dass ich mit 9,81 Meter pro Sekunde beschleunigt werde.
Ein
recht
effektives
Nichts,
wenn
man
das
so
sagen
darf.
Nehmen
wir
aber
die
Masse
weg,
wird
das
gekrümmte
Nichts
zu
einem
geraden
Nichts
und
hat
dann
wieder
nichts
an
gravitativer
Wirkung.
Ergo, ohne Masse kein gekrümmtes Nichts. Ohne gekrümmtes Nichts keine Gravitation.
Und
jetzt
kommt
da
etwas,
das
eine
Krümmung
des
Nichts
verursacht,
ohne
dass
Masse
im
Spiel
ist.
Auch,
wenn
es
nur
eine
temporäre
Krümmung
ist.
Also
nichts
ohne
Bestand,
praktisch
nur
etwas,
das
mal
kurz
da
war.
Sozusagen,
gleich
einem
Vogel,
mal
eben
vorbeifliegt.
Oder
anschaulicher
vorstellbar, gleich einer Welle, die unermüdlich den Ozean durchquert.
Die
Frage
ist
nur,
was
es
war,
dass
da
mit
299792
km/Sekunde
durchs
Weltall
zieht
und
den
Raum
verzieht.
Für
einen
Moment
zwar
nur
und
ohne
spürbare
Wirkung
zu
erzeugen,
aber
immerhin
meßbar. Nicht spürbar, aber meßbar?
Nehmen
wir
spiegelglattes
Wasser
und
markieren
eine
Strecke
von
10
Metern.
Jetzt
lassen
wir
ein
Modellboot,
sagen
wir
von
10
cm
Länge,
diese
Strecke
mit
exakt
gleichbleibender
Geschwindigkeit
abfahren
und
messen
die
Zeit.
Dann
lassen
wir
es
zurückfahren
und
messen
wieder
die
Zeit.
Nur
diesmal
sorgen
wir
für
eine
5
cm
hohe
Welle,
über
die
das
Boot
hinweg
muß.
Die
Wegstrecke,
die
das
Boot
zurücklegen
muss,
verlängert
sich
um
die
Strecke,
um
die
die
Wölbung
der
Welle
länger
ist,
als
die
ideale
gerade
Strecke.
Dadurch
ändert
sich
auch
die
Zeit,
die
das
Boot
für
die
Strecke
benötigt und seien es auch nur Sekunden oder Teile davon.
Wenn
nun
Gravitationswellen
unterwegs
sind
und
den
Raum
dort,
wo
sie
ihn
passieren,
für
eben
diesen
Moment
der
Passage
krümmen,
ändern
sich
die
Distanzen
zwischen
den
Orten,
zwischen
denen sich die Gravitationswelle bewegt.
Stellen
wir
uns
vor,
wir
stehen
an
einem
Ende
eines
Korridors
und
das
andere
Ende
ist
10
Meter
entfernt.
Nun
läuft
eine
Gravitationswelle
durch
diesen
Korridor.
Nehmen
wir
eine
starke,
eine
richtig
starke
Gravitationswelle,
dann
könnten
wir
sehen,
wie
das
Ende
des
Korridors
sich
auf
uns
zu bewegt, um gleich darauf wieder an seinen alten Platz zurück zu kehren.
Nur
müssten
wir
dabei
unglaublich
schnell
sehen
können,
denn
bei
einem
Tempo
von
299792
km/s
braucht
die
Gravitationswelle
für
10
Meter
kaum
mehr
als
eine
3
millionste
Sekunde.
Um
die
gesamte
Erde
zu
durchqueren,
braucht
sie
gerade
mal
0,06
Sekunden.
Ein
Wimpernschlag
dauert
länger!
Wir
wissen
jetzt
zwar,
was
sie
macht,
wie
schnell
sie
ist
und
wie
man
sie
messen
kann,
aber
immer
noch
nicht,
woraus
sie
besteht.
Masse
kann
es
nicht
sein,
da
diese
mit
anderer
Masse
interagieren würde, zudem kann etwas, das Masse hat, nicht 299792 km/s schnell sein.
Wenn
der
Raum
aus
Nichts
besteht,
kann
er
keine
Wellenenergie
übertragen,
so
wie
wir
es
von
Wasser oder Luft (Schallwellen) kennen.
Demnach
muß
es
etwas
rein
Energetisches
sein,
denn
auch
Energie
kann
den
Raum
krümmen,
oder etwas, das wir noch nicht kennen.
‘‘Wenn
ich
eine
Frage
habe,
die
niemand
beantworten
kann,
kann
ich
nur
abwarten,
bis
ich
jemanden finde, der sie beantworten kann.
Gemäß
der
Schleifenquantengravitationstheorie
besteht
der
Raum
nicht
aus
Nichts,
was
die
Erklärung von Gravitationswellen einfacher machen könnte.
Nur
ist
die
Schleifenquantengravitationstheorie
eine
unbestätigte
Theorie,
ebenso
wie
die
Stringtheorie
und
in
gewisser
Weise
leidet
auch
das
Standardmodell
an
diversen
unbestätigten
Elementen.
Nur
ist
das
Standardmodell
das
am
besten
erforschte,
das
verständlichste
und
das,
an
das die Mehrheit glaubt.
Nachdem
wir
die
Frage,
was
Gravitationswellen
sind,
nicht
abschließend
beantworten
können,
können wir fragen, wozu wir sie nutzen können.
Primär
als
Plaudertaschen.
Denn
sie
erzählen
uns,
woher
sie
kommen
und
im
Idealfall
auch,
wodurch
sie
entstanden
sind.
Kurz
gesagt,
der
Mensch
hat
etwas
mehr,
auf
das
er
schauen
kann.
Bekommt
dadurch
mehr
Informationen,
die
er
als
Sensation
bewerten
kann.
Man
könnte
auch
sagen,
mehr
Schnaps,
um
zu
löschen
der
Neugier
Durst.
Gut,
man
muß
es
jetzt
nicht
Schnaps
nennen. Wenngleich, ein einprägsames Synonym für Neugier befriedigende Erkenntnisse.
In
dem
Zusammenhang
ist
es
interessant,
die
Entstehung
der
kürzlich
gemessenen
Gravitationswelle näher zu betrachten.
Ursache
war
die
Verschmelzung
zweier
Schwarzer
Löcher
von
29
und
36
Sonnenmassen.
Wobei
3
Sonnenmassen
an
Energie
in
Form
einer
Gravitationswelle
freigesetzt
wurden.
Das
ist
mehr
Energie
als
unser
gesamtes
Sonnensystem
enthält
und
ungefähr
so
viel,
wie
das
Dreifachsonnensystem Alpha Centauri zu bieten hat.
Bedenkt
man,
dass
die
Stärke
der
Gravitation
im
Quadrat
zur
Entfernung
abnimmt
und
dass
sie
sich
kugelförmig
ausbreitet,
kann
man
die
Frage
stellen,
wie
viel
an
Gravitationskraft
übrig
bleibt,
wenn
ihr
Ursprung
Lichtjahre
entfernt
ist.
Oder,
wie
immens
stark
das
Ereignis
gewesen
sein
muß,
wenn es nach 1,3 Milliarden Lichtjahren immer noch meßbar ist.
Man
stelle
sich
vor,
ein
Schwarzes
Loch,
das
29
mal
so
schwer
ist,
wie
unsere
Sonne.
Daneben
eins, das noch um 7 Sonnen schwerer ist. Wie kamen die eigentlich so nahe zusammen?
Schwarze
Löcher
kommen
nicht
aus
dem
Nichts,
sondern
sind
der
Überrest
einer
Supernova,
also
von
Sonnen,
die,
salopp
gesagt,
explodiert
sind.
Jedoch
nicht
von
jeder
Supernova,
sondern
nur
von
eher
schweren
Sternen.
Blaue
Überriesen
sind
ideale
Kandidaten.
Zumal
derart
schwere
und
heiße
Sterne
nur
wenige
Millionen
Jahre
alt
werden.
Und,
wenn
zufällig
zwei
dieser
Überriesen
ein
Doppelsternsystem bilden, ist es nur eine Frage der Zeit, bis man zwei Schwarze Löcher hat.
Diese
kreisen
nun
um
einen
gemeinsamen
Schwerpunkt.
Solange
Anziehungskräfte
und
Fliehkräfte
gleich sind, handelt es sich um ein stabiles System, das Jahrmilliarden überdauern kann.
Sobald
aber
die
Fliehkräfte
schwächer
sind,
als
die
Anziehungskraft,
beginnt
die
Annäherung.
Gleichzeitig
steigt
die
Geschwindigkeit,
die
am
Ende
wohl
fast
zwei
Drittel
der
Lichtgeschwindigkeit
erreichte.
Sobald
die
Ereignishorizonte
der
Schwarzen
Löcher
in
Kontakt
miteinander
kommen,
kommt
es
zu
einem
Effekt,
für
den
die
meisten
Astrophysiker
Haus,
Hof
und
große
Teile
ihres
Lebens
geben
würden, um ihn aus der Nähe sehen zu können.
Was
da
genau
passiert,
ist
nicht
wirklich
vorstellbar.
Zumal
es
praktisch
unsichtbar
ist.
Zwei
primär
unsichtbare
Objekte
von
nicht
vorstellbarer
Energie
verschmelzen
mit
ebenso
nicht
vorstellbarer
Geschwindigkeit
und
geben
dabei
innerhalb
von
millionsten
Sekunden
mit
3
Sonnenmassen
eine
wieder nicht vorstellbare Menge an Energie ab.
Für
einen
Sekundenbruchteil
ist
dies
mehr
Energie,
als
sämtliche
Sterne
des
beobachtbaren
Universums
im
gleichen
Zeitraum
aussenden.
Was
man
aber
nicht
falsch
verstehen
sollte.
Denn,
wenn
alle
Sterne
des
Universums
gleichzeitig
all
ihre
Energie
freisetzen,
gäbe
es
wohl
keinen
einzigen dunklen Fleck mehr.
Es
ist
schwer,
mitunter
auch
falsch,
auf
kosmischen
Maßstäben
zu
versuchen,
Dinge
in
Verhältnis
zueinander zu bringen. Allzu leicht kann es Vorstellungen auch in falsche Bahnen lenken.
Wie
viel
Spannendes
nun
neue
Gravitationswellendetektoren
in
Zukunft
bringen
werden,
darüber
kann man schwer spekulieren.
Was Spekulationen betrifft, vielleicht noch ein, zwei Gedanken zu Warpantrieb und Zeitreisen.
Damit
der
Warpantrieb
Überlichtgeschwindigkeit
erreicht,
muß
zumindest
die
Kompression
des
Raums
ebenfalls
mit
Überlichtgeschwindigkeit
erfolgen.
Da
die
Gravitation
sich
aber
„nur“
mit
Lichtgeschwindigkeit ausbreitet…, na ja, vielleicht findet man noch einen anderen Trick.
Hat
irgendjemand
auf
diesem
Planeten
eine
Vorstellung
davon,
wie
man
mit
Hilfe
einer
Gravitationswelle
die
Raumzeit
so
verbiegen
kann,
dass
man,
wenn
man
heute
hindurchgeht,
im
Gestern ankommt? Nein? Gut, denn alles andere wäre zumindest fragwürdig…
© 2016
‘‘Die Vergangenheit lebt in der Erinnerung.
‘‘Die einzige Form der Zeitreise ist die, mit der Zeit zu reisen.