Signal gefunden, Einstein bestätigt, Nobelpreis so gut wie sicher: Die Entdeckung der ersten Gravitationswelle durch die beiden LIGO-Detektoren in den USA ist die Physiksensation des Jahres. Doch sie war nur der Anfang.

"We did it!" Als LIGO-Direktor David Reitze am Donnerstag unter dem tosenden Applaus seiner Kollegen den Triumph verkündete, kam er keine zwei Minuten später zum eigentlichen Punkt: "Das wirklich Aufregende kommt erst jetzt." Vor 400 Jahren habe Galileo das erste Teleskop zum Himmel gerichtet und damit das Kapitel der modernen Astronomie aufgeschlagen. "Wir haben nun das Fenster zu einer völlig neuen Methode geöffnet – der Astronomie mit Gravitationswellen."

Damit verriet Reitze den eigentlichen Traum der Physiker: Fast alle bisherigen Teleskope fangen Licht oder andere Spielarten von elektromagnetischen Wellen auf, etwa Röntgen- oder Wärmestrahlung. Doch die vielleicht interessantesten Objekte im All geben nur wenige oder gar keine lichtähnlichen Laute von sich – Schwarze Löcher etwa, jene Gravitationsmonster mit solch enormer Schwerkraft, dass sie selbst Licht verschlucken. Aber: "Schwarze Löcher können starke Gravitationswellen aussenden", sagt Jan Steinhoff, Physiker am Albert-Einstein-Institut in Potsdam. "Wenn man diese Gravitationswellen misst, hat man plötzlich eine Art Auge für diese Objekte."

Das Signal zweier Schwarze Löcher, die sich umkreisen und dann ineinander stürzen – genau das haben die beiden LIGO-Detektoren jetzt aufgeschnappt. "Zuvor war unklar, ob es solche Systeme überhaupt gibt", sagt Steinhoff. Das Faszinierende: Das im letzten September gemessene Signal verrät bereits Details über die kosmische Kollision. Unmittelbar vor dem Aufprall hatten sich die massiven, aber winzigen Monster mit einer irrsinnigen Geschwindigkeit von 75 Umläufen pro Sekunde umkreist. Als sie sich bis auf 200 Kilometer genähert hatten, begann die Verschmelzung – aus zwei Löchern wurde eines, und zwar innerhalb von Sekundenbruchteilen. Es folgte ein erstaunlich kurzes Nachschwingen, dann war Ruhe. Das neue, annähernd doppelt so schwere Gebilde war komplett.

Dem Gigant unserer Galaxie auf die Schliche kommen

"Die Frage, wie oft es im All zu solchen Verschmelzungen kommt, ist wichtig für die Entwicklung von Galaxien", sagt Steinhoff. So dürfte im Zentrum der Milchstraße ein riesiges Schwarzes Loch mit Milliarden von Sonnenmassen schlummern, das die Geschicke unserer Galaxie maßgeblich lenkt. Gravitationswellen könnten schon bald die Frage klären, ob der Gigant ursprünglich dadurch entstand, dass kleinere Schwarze Löcher aufeinanderpolterten und verschmolzen.

Dafür aber braucht es mehr Daten aus dem All – und die werden kommen. Denn die US-Physiker planen, ihre LIGO-Detektoren in den nächsten Jahren noch deutlich empfindlicher zu machen, die Schwerkraft-Lauscher werden noch weiter aufgesperrt. Zudem werden bald weitere Messriesen loslegen – der runderneuerte Virgo-Detektor in Italien und das neue Kagra-Instrument in Japan. Dann umspannt ein regelrechtes Messnetz den Globus, das mehrere Gravitationswellen pro Tag aufschnappen und vermessen soll.

Albert Einstein - Wissenschaftler weisen Gravitationswellen nach "Wir haben Gravitationswellen nachgewiesen", sagte David Reitze, der Chef des Experiments in Washington. Das entscheidende Signal aus dem All fingen die Forscher am 14. September 2015 mit ihren Messgeräten ein.

Manche davon werden auch von anderen kosmischen Sonderlingen kommen – Neutronensternen zum Beispiel. Das sind die düsteren Leichen einstmals strahlender Sonnen, welche am Ende ihres Lebens zu einem kompakten Etwas zusammengesackt sind: "Als wäre unsere Sonne auf zehn Kilometer zusammengepresst, also die Größe einer Stadt", beschreibt es Norman Gürlebeck vom Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation in Bremen. Neutronensterne besitzen eine gewaltige Dichte, ein Teelöffel voll würde eine Milliarde Tonnen auf die Waage bringen. Denn anders als gewöhnliche Materie bestehen Neutronensterne nicht aus Atomen, sondern sind komprimierte Klumpen aus Neutronen, also aus Kernteilchen. "Bislang kennen wird diesen Materiezustand nur vage" sagt Gürlebeck. "Das ist das Spannende an Neutronensternen."

Jagd auf Gammastrahlen-Ausbrüche

Nun dürfen die Fachleute mit Nachrichten rechnen. "Wenn man jene Gravitationswellen analysiert, die beim Zusammenstoß zweier Neutronensterne entstehen, könnte man herausfinden, wie diese Sterne im Detail zusammengesetzt sind", sagt Luciano Rezzolla, Physiker an der Universität Frankfurt. "Es wäre wie ein Fingerabdruck: Jeder Typ von Neutronenstern sollte ein individuelles Gravitationswellensignal hinterlassen.

Ein weiteres Rätsel, das Gravitationswellen mit lösen könnten: ominöse Gammastrahlen-Ausbrüche. Das sind extreme Explosionen am Rande des Universums, die in einem Sekundenbruchteil so viel Energie freisetzen wie eine Galaxie in einem ganzen Jahr. Stecken dahinter vielleicht zusammenprallende Neutronensterne? Rezzolla setzt auf die neuen Detektoren: "Würden wir zeitgleich einen Gammastrahlen-Ausbruch und das Signal einer Gravitationswelle messen, wäre das ein überzeugendes Indiz, dass Gammastrahlen-Ausbrüche tatsächlich von kollidierenden Neutronensternen verursacht werden."