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Haben Sie eine Idee, was passiert, wenn schwarze Löcher zusammenstossen? Janna Levin, Professorin für Astrophysik an der Columbia University, erzählt in «Black Hole Blues» die Geschichte eines Experiments, das eines der bizarrsten Naturereignisse erklärt. Sie beschreibt, wie ein theoretisch zwar mögliches, aber praktisch unvorstellbares Phänomen dank menschlicher Genialität experimentell nachgewiesen werden konnte. Welch blindes Mathematikvertrauen hatten diese Forscher wohl, um eine Karriere dem Bau eines Instruments zu widmen, das ein solch absurdes Phänomen nachweisen sollte?
Doch von vorn. Ein schwarzes Loch ist das, was von einer Supernova übrig bleibt, einer Sternenexplosion, die pro Sekunde so viel Energie freisetzt wie unsere Sonne während ihres zehn Milliarden Jahre dauernden Lebens. Was zurückbleibt, kollabiert dabei zu einem mathematisch kleinen Punkt, dessen Anziehungskraft selbst Licht nicht mehr entweichen lässt.
Schwerkraft als Folge der Verzerrungen des Raums
Als Albert Einstein die allgemeine Relativitätstheorie entwickelte, beschrieb er die Schwerkraft nicht als Kraft, wie Newton postuliert hatte, sondern als Folge der Verzerrungen des Raums, entlang deren sich alle Objekte bewegen. Diese Verzerrungen manifestieren sich unter anderem in Schwerkraftwellen: Wenn sich zwei Schiffe auf einem Weiher umkreisen, erzeugen sie ein Wellenmuster.
Genauso verhält es sich, wenn sich zwei schwarze Löcher über Jahrmillionen hinweg umkreisen und am Schluss zusammenfallen; sie erzeugen Schwerkraftwellen, verkrümmen durch ihre Masse den Raum, breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus und mit ihnen die Raumverzerrungen. Dabei verlieren sie im Verlaufe ihrer Reise an Intensität, bis sie über unser Sonnensystem und die Erde hinweggleiten und uns alle sowie den Raum um uns für einen Bruchteil einer Sekunde verzerren und verwinden.
Schwerkraftwellen lassen sich messen
Wir können Schwerkraftwellen nicht spüren, aber wir können sie messen, und zwar mit dem aus zwei vier Kilometer langen Röhren bestehenden Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), aber nur wenn alle Ausseneinflüsse isoliert werden, wie etwa die Vibrationen des Wellenschlags des Hunderte von Kilometern entfernten Pazifiks.
Am 14. September 2015 war es so weit. LIGO lief noch in der Testphase, die Wissenschaftler waren zu Hause, als um 3.50 Uhr in der Früh die erste Schwerkraftwelle über die Erde hinwegglitt. Bei der 1,3 Milliarden Lichtjahre entfernten Fusion zweier schwarzer Löcher muss es sich um ein Ereignis von unvorstellbarer Wucht gehandelt haben: Innert einer Zehntelsekunde wurde so viel Energie freigesetzt wie von einer Quintilliarde Atombomben.
LIGO revolutionierte die Lasertechnologie
Doch was soll das Ganze? Klar, LIGO begeistert Astronomie-Enthusiasten und wurde 2017 mit dem Physiknobelpreis belohnt, hat aber auch 1,1 Milliarden Dollar an Steuergeldern verschlungen. Wir sollten nicht vergessen, dass solche Experimente auch einen Nutzen haben – etwa für die Wirtschaft: So revolutionierte LIGO die Lasertechnologie, befähigte uns, Schwingungen um das Milliardenfache zu dämpfen.
Doch es geht letztlich um mehr! Es geht auch um jede Partitur, die komponiert, um jede Skulptur und jedes Gemälde, das je geschaffen wurde. Wie sähe die Welt aus, gingen der Menschheit ihre Genialität, ihr Erfindergeist und ihr Wunsch, über den Horizont hinauszuschauen, verloren?