So klingen Gravitationswellen: Der Herzschlag des Universums

Mit der Entdeckung der von Einstein prophezeiten Gravitationswellen wurde gestern ein lange ersehntes, neues Kapitel der Physik aufgeschlagen. Die entscheidende Messung gelang bereits am 14. September 2015, als das Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO) eine winzige Interferenz in den Strahlungswellen des Universums aufzeichnete.

Nach umfassender Auswertung der Daten, kamen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass ihnen hiermit der Beweis für die Existenz der bisher nur in der Theorie bestätigten Gravitaionswellen gelungen sei. Eine Jahrhundertentdeckung, die sie gestern vor den Augen der Weltöffentlichkeit verkündeten.

Der Fund gibt der Wissenschaft ein neues Sinnesorgan, um in die Tiefen des Alls zu lauschen. Kurz nach der Verkündung der nobelpreiswürdigen Messung luden die Forscher ein Erklärvideo auf YouTube hoch, in dem die erstmals aufgezeichneten Gravitationswellen für jedermann mit dem bloßen Ohr zu hören sind.

Die Reise einer Gravitationswelle | Video Caltech/ YouTube

Dieser kleine Schallimpuls ist eine veränderte Version des Schwingungssignals der Welle aus den frühen Morgendstunden des 14. September. Die Sensoren des LIGO hatten allerdings nicht solch einen hübschen Seufzer augegzeichnet, sondern lediglich eine 20 Millisekunden andauernde Verzerrung im allgemeinen Grundrauschen unseres Universums—als die Kräuselung der Raumzeit die Laser-Interferometer passierte.

Der Puls war so kurz und schwach, dass er verstärkt werden musste, um der menschlichen Wahrnehmung zugänglicher und damit anständig hörbar gemacht zu werden. „Wir nahmen das Signal und haben die Frequenzen ein wenig verschoben, es ist aber noch immer das echte Signal", erklärte Gabriela González, Physikerin am LIGO, im Rahmen der gestrigen Ankündigung.

Vereinfacht erklärt haben die Forscher das Geräusch lediglich auf eine höhere Frequenz angehoben. Hier ist ein Vergleich des Ursprungssounds mit der veränderten Version. Die eine Welle wurde am LIGO-Standort in Hanford und die andere am parallel geschalteten Interferometer in Livingston aufgezeichnet. Anhand der Zeitverzögerung zwischen den beiden Anlagen kann die Position des Ursprungssignals im Universum geortet werden.

Der Sound der Gravitationswelle | Video Caltech/ YouTube

Die Gravitationswelle kann, wie die Aufzeichnung zeigt, vom menschlichen Ohr durchaus wahrgenommen werden, sie wurde lediglich auf eine komfortablere, leichter zu identifizierende Tonhöhe gebracht. Im Gegensatz zu Lichtwellen, deren Wellenlängen kleiner als die Objekte sind von denen sie abgestrahlt werden, produzieren die Kräuselungen in der Raumzeit Wellenlängen, die größer sind als die Objekte, bei denen sie ihren Ursprung finden. Sie ähneln demzufolge mehr einer akustischen als einer elektromagnetischen Energie, was eine akustische Aufzeichnung des Phänomens nahe legt.

„Wir können das Universum hören. Das ist das Schöne daran. Wir werden das Universum nicht mehr nur sehen. Wir werden ihm zuhören", fasst González die Geburt einer neuen Form der Astrophysik zusammen.