Astrophysik : Alle suchen Einsteins Wellen

Nach der Relativitätstheorie gibt es Gravitationswellen. Um das zu beweisen, durchforsten Tausende Privatrechner Weltraum-Daten. Jetzt wurde dabei ein Stern entdeckt.
In den Daten des Areciboteleskops wird nach Pulsaren gesucht © Cornell University

Seit einem Jahr durchforsten Hunderttausende Computer riesige Datenmengen aus dem All. Gesammelt hat sie das Radioteleskop Arecibo im Norden Puerto Ricos. Einstein@Home heißt das Projekt, das im Weltraum Himmelskörper aufspüren und nach Gravitationswellen suchen soll.

Nun wird im Fachmagazin Science die erste Entdeckung präsentiert: Und das ist nicht etwa der langersehnte direkte Nachweis einer Gravitationswelle, sondern ein bislang unbekannter, schnell rotierender Neutronenstern – ein Pulsar. Allerdings ist das Objekt mit dem Namen PSR J2007+2722 eher unspektakulär. Das aufregende ist vielmehr die Analyse-Methode selbst, mit der die Forscher es entdeckten.

"Ich bin sehr zufrieden mit dem Ergebnis", sagt Bruce Allen vom Albert-Einstein-Institut in Hannover. Denn mit der Hilfe von mehr als 100.000 privaten Computerbesitzern sind die Forscher auf den Pulsar gestoßen. "Einstein@Home ist der Beweis dafür, dass durch verteiltes Rechnen Entdeckungen gemacht werden können. Wer einen Computer zu Hause hat, kann bedeutend zur Forschung beitragen", sagt Benjamin Knispel, Autor der Studie.

Seit 2009 dient Einstein@Home unter anderem der Suche nach neuen Radiopulsaren (siehe Infobox). Ein Pulsar ist ein stark magnetisierter Neutronenstern, der wie ein Leuchtturm einen rotierenden Strahl von Radiowellen oder anderen elektromagnetischen Wellen ins Weltall sendet. Pulsare sind mit die dichtesten Objekte in unserem Universum: Sie messen zwar nur ungefähr 20 Kilometer im Durchmesser, wiegen bei dieser geringen Größe aber ungefähr anderthalb mal so viel wie die Sonne.

Der neu entdeckte Pulsar ist eines von mehr als 1800 Objekten dieser Art. "Und er ist an sich nicht besonders wichtig", sagt der Physiker Bruce Allen. Der größte Wunsch der Forscher bleibt allerdings der direkte Nachweis von Gravitationswellen (siehe Infobox). Diese Wellen müsste es nach Albert Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie geben – denn die besagt: Materie beeinflusst Raum und die Zeit und umgekehrt. Kleine Störungen der Raumzeitgeometrie können sich demnach als Wellen ausbreiten, ähnlich wie Wasser oder Schallwellen.

Kleine Verzerrungen aufgrund von Massen führen also der Theorie zufolge zu weiteren Raumzeitverzerrungen. Sie setzen sich durch den ganzen Raum fort und ziehen als Gravitationswellen durchs All. Der indirekte Nachweis für diese These gelang Einstein bereits selbst. Die Astronomen Joseph Taylor und Russell Hulse bestätigten das. Doch eine Gravitationswelle "gesehen" hat bisher niemand.

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Kommentare

39 Kommentare Seite 1 von 5 Kommentieren

Fehlende Infos...

Soweit ich weiß, ist die Präzision von Geo600 und LIGO höchstens dann ausreichend, wenn in unserer "unmittelbaren" Nähe ein Supernova- Ereignis stattfindet, um die nach der allgemeinen Relativitätstheorie zu erwartenden Gravitationswellen nachzuweisen.

Insofern bin ich verwirrt, was die Forscher mit der verteilten Rechenleistung eigentlich anfangen (wollen) - bzw. was die Suche nach Pulsaren nun mit "Einstein" zu tun hat. Die verlinkte Website ist dazu auch nicht besonders informativ.

Schließlich halte ich die Aussage: "Der Computer verbraucht nicht mehr Strom" wenn man seine Rechenleistung spendet für absolut unsinnig*: Ein Rechner im Idle-Modus verbraucht häufig weniger als 50% der Energie, die er unter Vollast benötigt (vgl. z.B. Tests auf Tom's Hardware http://www.tomshardware.c...).

*Es sei denn, man ist so haarspalterisch zu sagen, dass ohnehin kein "Strom" verbraucht wird, sondern eben Energie... ;-)

Sachlich falsch

"Denn der Rechner verbraucht dadurch nicht mehr Strom und da man ungenutzte Kapazität spendet."

Typische Rechner besitzen verschiedene Energiesparfunktionen, zum Beispiel Spannungsreduktion des Prozessors und Reduzierung der Taktfrequenz. Wird die Rechenleistung benötigt - was der Fall ist - greifen diese Funktionen nicht.

Nichtsdestotrotz mag es gut sein, wissenschaftliche Arbeit durch Einsatz des Heimrechners zu unterstützen.

Stromverbrauch

Liebe Leser,

Sie haben angemerkt, dass die Behauptung, der Stromverbrauch würde sich nicht erhöhen, "sachlich falsch" sei.

Wie Herr Knispel sagt, gab er uns die Information mit dem unwesentlich erhöhten Stromverbrauch, nachdem er diesen bei seinem Rechner nachgemessen hatte. Dort war es tatsächlich so. Es scheint aber nicht typisch zu sein. Auf Nachfrage haben seine Computerspezialisten nun bestätigt, dass die Energiesparmechanismen heute in der Tat sehr viel verbreiteter sind.

Wir haben den Text nun geändert. Vielen Dank für Ihre Hinweise.

Freundliche Grüße aus der Wissenschaftredaktion

Einsteins Wellen

Ich habe gelesen, dass man bereits weiß, dass alles aus Energie besteht. Dass die kleinsten Teile unserer Atome Energiewirbel ähnlich eines Tornados sind. Und dass die Energie dieser Wirbel in Materie so stark ist, dass sie eben fest wird - undurchdringlich. Als wollte man durch einen Tornado fahren.

Wäre es nicht eine Möglichkeit, die Energieverteilung im Weltraum zu messen um Planeten zu finden?

Würden diese Planeten dann eine Schwerkraft ausüben, wäre das quasi die Polarität der gesammelten Energie dieses Himmelskörpers. Somit wäre es möglich Schwerkraftverhältnisse zu messen und diese "Wellen" bzw. die "Raum-Zeit-Krümmung", die Einstein beschrieb zu finden.

Es müsste tatsächlich eine Schwankung im Weltraum geben, nämlich die Schwerkraft. Und die Schwerkraft müsste dann wie eine Art Elektromagnetismus messbar sein. Nur eben auf eine andere Art, weil es eine andere Energieform ist als die elektrische.

...nur so als Gedankengang...

@Einsteins Wellen

Lieber Debatz,

> Ich habe gelesen, dass man bereits weiß, dass alles aus
> Energie besteht. Dass die kleinsten Teile unserer Atome
> Energiewirbel ähnlich eines Tornados sind. Und dass die
> Energie dieser Wirbel in Materie so stark ist, dass sie eben
> fest wird - undurchdringlich. Als wollte man durch einen
> Tornado fahren.

Ich weiß nicht, wo Sie dass gelesen haben, es ist leider komplett falsch. Und das weiß man bereits seit langem.

> Wäre es nicht eine Möglichkeit, die Energieverteilung im
> Weltraum zu messen um Planeten zu finden?

Davon abgesehen, dass dies auf kleinen Skalen unmöglich ist, tut man dies für das gesamte Universum bereits (Stichwort: Dunkle Energie)

> Würden diese Planeten dann eine Schwerkraft ausüben, wäre
> das quasi die Polarität der gesammelten Energie dieses
> Himmelskörpers.

Es gibt leider nichts dergleichen wie eine Polarität von Energie (auch nicht quasi).

> Es müsste tatsächlich eine Schwankung im Weltraum geben,
> nämlich die Schwerkraft. Und die Schwerkraft müsste dann
> wie eine Art Elektromagnetismus messbar sein. Nur eben auf > eine andere Art, weil es eine andere Energieform ist als
> die elektrische.

Sie meinen sicherlich "Schwankungen der Schwerkraft"?
Exakt dies versucht man ja gerade zu messen, mit Einstein@Home bzw. Interferometrie (GEO, LIGO, LISA), wie im Artikel beschrieben.

C.Robin Teil 1

>"Ich weiß nicht, wo Sie dass gelesen haben, es ist leider
> komplett falsch. Und das weiß man bereits seit langem."

In der Wissenschaft weiß man vieles bereits seit langem und vieles was nicht in dieses "das war schon immer so" reinpasst wird einfach ignoriert. Die Quantenmechanik ist zum Glück ein Lichtblick, weil sie die Newtonschen Gesetze um einiges erweitert und uns hilft viele Dinge zu verstehen. Schon Einstein schrieb, dass das "Feld" über alles bestimmt. Und man fand heraus, dass physische Atome aus einer Mischung von subatomaren Teilchen wie Quarks, Bosonen und Fermionen zusammengesetzt sind. Teilchenphysiker betrachten diese grundlegenden atomaren Einheiten als solche Wirbel aus Energie. Wir müssen uns von der materiellen Sichtweise trennen um verstehen zu können.

Nicht von mir, aber mehr dazu:
Lynne McTaggart, "The Field: The Quest for the Secret Force of the Universe", NY: Harper Perennial, 2002. Dt.Ausgabe: "Das Nullpunkt-Feld: Auf der Suche nach der kosmischen Ur-Energie

> "Davon abgesehen, dass dies auf kleinen Skalen unmöglich
> ist, tut man dies für das gesamte Universum bereits
> (Stichwort: Dunkle Energie)"

Ob die "dunkle Energie" das gleiche ist, wie die Nullpunkt-Energie weiß ich nicht. Falls das so ist, hab ich nichts gesagt. Würde aber ihr erstes Statement negieren, wenn sie sagen es ist Quatsch..

C.Robin Teil2

> Es gibt leider nichts dergleichen wie eine Polarität von
> Energie (auch nicht quasi).

> ...Schwankungen der Schwerkraft...

Tschuldigung, mein Fehler. Ich hab das vielleicht falsch ausgedrückt. Ich meine, dass die Schwerkraft sich ja abschwächt, wie ein magnetisches Feld, je weiter man sich von der Masse entfernt, die diese Kraft erzeugt. Und daher wäre es möglich diese Energie zu messen und wenn man sie findet so zu verfolgen, dass man den Ursprungsort findet. Bisher konnte mir keiner erklären, was Schwerkraft eigentlich ist - warum Dinge von etwas angezogen werden, das einfach nur Masse hat.

Aber die Theorie, dass alles aus Energie besteht und dass sie eventuell eine Anziehungskraft ähnlich des elektromagnetismus auf andere Energiewirbel (in den Teilchen der Atome) ausübt klingt sehr einleuchtend. Finden sie nicht?

C.Robin Teil3

PS: Es gibt ja auch experimente bei denen man versucht durch elektrische Energie die Schwerkraft "umzupolen", sie also in die entgegengesetzte Richtung wirken zu lassen. Es gab dazu auch schon ein paar Dokus bei denen man das so lari-fari beleuchtet hatte. Und man arbeitet daran in Russland, in Japan und in China.

Die Amerikaner haben das wohl scheinbar schon entdeckt als von Braun für sie arbeitete und es für militärische Zwecke untersucht. Allerdings sind sie offiziell zu keinem Ergebnis gekommen bzw. haben die Forschung später eingestellt, da der kalte Krieg aufzog. Interessant wäre zu wissen, wie weit sie gekommen sind. Es gibt da viele Spekulationen, die mit großer Vorsicht zu genießen sind.

Vielleicht haben sie es ja doch geschafft und ein Fahrzeug entwickelt, dass schweben kann, ähnlich unserer Magnetbahn. Nur dass dieses Fahrzeug mit Hilfe von sich drehenden Supraleitern und einer Menge Energie einfach das Schwerkraftfeld umdrehen kann.

Bitte mit echter Physik auseinandersetzen

Bei der Aussage, dass "alles aus Energie besteht" bin ich schon stutzig geworden, da ich dies neulich erst in Zusammenhang mit einer homöopathischen Methode mit dem unglaublich wissenschaftlich klingenden Namen "Quanten Matrix Transformation" gelesen habe.

Die Erwähnung des Buches bestätigt dies. Mrs. McTaggart ist:

1. Keine Physikerin, sondern Journalistin
2. Verfechterin der "Alternativen Medizin"
3. Für ihr fehlendes Verständnis von Physik und pseudowissenschaftliche Aussagen kritisiert worden.

Siehe http://en.wikipedia.org/w...

Mich regt es unglaublich auf, wenn wissenschaftliche Ausdrücke und Aussagen vollkommen zweckentfremdet werden um Scharlatanerei zu unterstützen.
Dies führt nur auf direktem Wege zu immer mehr Volksverdummung und behindert nachhaltig die Arbeit tatsächlicher Wissenschaftler.

@Debatz

'Ich habe gelesen, dass man bereits weiß, dass alles aus Energie besteht.'

Das ist mehr ein sprachliches als ein physikalisches Problem.

Wenn sie sagen

'Und dass die Energie dieser Wirbel in Materie so stark ist, dass sie eben fest wird - undurchdringlich.'

kann ich genauso gut sagen, alles ist Materie und Energie ist so was wie verdampfte, also durchlässige Materie. Richtig ist beides nicht.

Was allerdings stimmt ist, dass sich Materie in Energie und Energie sich in Materie umwandeln lässt.

@Debatz

Lieber Debatz,

da eigentlich nonidit (dessen letzem Absatz ich von ganzem Herzen beipflichte!) und Parvis schon alles geasgt haben, nur ganz kurz:

Ich finde es keineswegs 'einleuchtend', dass alles aus Energiewirbeln besteht. Viel einfacher und plausibler ist es doch ohne Energiewirbel. Allerdings sind alle Meinungen darüber egal, in der Natur sind nun mal keine Energiewirbel realisiert, ganz gleich wie einleuchtend das auch sein sollte.

Da Antigravitation komplett jeglichen(!) Messungen und Theorien widerprechen würde, würde ich mir da auch nicht zuviel Hoffnung machen. In der Tat wird in der Richtung Forschung betrieben, aber von Astro- und Teilchenphysikern, die - wie gesagt - bisher nicht den geringsten Hinweis darauf gefunden haben. Schwebende Panzer sind also pure Science Fiction und Experimente mit durch Elektrizität erzeugter Antigravitation mag es vielleicht mal gegeben haben, machen aber mit unserem heutigen Verständnis des Elektromagnetismus und der Gravitation nicht viel Sinn.

Kurze Antwort:

Der Begriff der Energie bezeichnet die Fähigkeit eines Systems, Arbeit zu verrichten. Diese Arbeit kann aus der Erzeugung anderer Teilchen bestehen. Man spricht daher von der Äquivalenz von Masse und Energie. Dies bedeutet allerdings nicht, dass es so etwas wie eine "Energiesubstanz" gibt, sondern im Prinzip, dass die Fähigkeit eines Systems Arbeit zu verrichten vom Standpunkt des Beobachters und der Masse der beteiligten Teilchen abhängt (via ART).

Des Weiteren ist die Energie eine Skalare größe. Der Begriff "Wirbel" hingegen kann nur für vektorielle Größen sinnvoll definiert werden. Die Vorstellung, Materie würde aus "Energiewirbeln" bestehen ist also, trotz ihrer Äquivalenz, falsch.