Albert Einsteins Vermächtnis hält auch heute noch die Forscher beschäftigt. Dabei überkreuzen sich manchmal die Interessen von Radioastronomen und Gravitationsphysikern: während die einen anhand von Radiopulsaren Schwerkraftwellen nachweisen, entdecken die anderen mit ausgefeilter Software und Beteiligung von Computern in aller Welt jetzt einen bislang unbekannten Pulsar.

(Ill.: Nasa)

Die Entdeckung der ersten Pulsare durch Jocelyn Bell und Antony Hewish war einer der größten Triumphe der Radioastronomie – spürten sie damit doch erstmals Neutronensterne auf, unglaublich Dichte Sternleichen, deren Existenz mehr als dreißig Jahre früher Lew Landau, Walter Baade und Fritz Zwicky vorhergesagt hatten. Hewish erhielt dafür 1974 den Nobelpreis für Physik.

In genau jenem Jahr ging den US-Astronomen Russell Hulse und Joseph Taylor ein Doppelpulsar ins Netz: PSR B1913+16 bildet mit einem weiteren Neutronenstern ein Binärsystem. Laut Einstein sollte ein solches Paar aus sich schnell umlaufenden großen Massen – immerhin jeweils fast das eineinhalbfache unserer Sonne auf nur zwanzig Kilometern Durchmesser – Störungen des Raumzeitgefüges verursachen: Gravitationswellen. Diese tragen Energie davon und führen unweigerlich zu einer „Todesspirale“ der beiden Ex-Sonnen – ihr Abstand verkleinert sich immer mehr bis zum finalen Knall. Der Nachweis dieses Phänomens bescherte ihnen den Physiknobelpreis 1993.

Das größte Radioteleskop der Welt: Arecibo, Puerto Rico, Schauplatz von «GoldenEye» und «Contact». Mit ihm beobachteten Taylor und Hulse 1974 den Doppelpulsar PSR B1913+16 (NAIF)

Einstein selbst hielt den direkten Nachweis von Gravitationswellen für unmöglich – laut Allgemeiner Relativitätstheorie (ART) sind die Raumzeitverzerrungen einfach zu winzig: beim Abstand Erde-Sonne weniger als der Durchmesser eines Atomkerns! Doch Einstein selbst gab den Physikern ein Mittel an die Hand, es vielleicht doch zu schaffen – den Laser. Damit errichteten die Forscher weltweit einige Interferometeranlagen. Die beiden größten von ihnen sind die Laser Interferometer Gravitational Wave Observatories (Ligo) in den US-Bundesstaaten Washington und Louisiana mit jeweils vier Kilometer Armlänge.

Doch ihre Genauigkeit reicht wohl nur aus, um einen wahren Raumzeit-Tsunami aufzufangen. Deshalb planen die Forscher ein Experiment im Weltraum mit Kantenlängen von fünf Millionen Kilometern – die Laser Interferometer Space Antenna (Lisa). Der Start dürfte sich aber noch ein knappes Jahrzehnt hin ziehen. So lange werten die Forscher weiter die Daten ihrer irdischen Anlagen aus – mit Hilfe der Öffentlichkeit, im Rahmen des Distributed-Computing-Projekts Einstein@Home.

Ikone der Radioastronomie: das 76-Meter-Lovell-Teleskop des Jodrell Bank Observatory (JBO, U. Manchester)

Dieses kann mit seiner komplexen Auswertungsroutinen auch die Daten von Radioteleskopen nach bislang unentdeckten Pulsaren durchforsten und genau dies ist jetzt erstmals geglückt. In archivierten Beobachtungen mit dem 300-Meter-Teleskop in Arecibo, Puerto Rico, stöberten die Computer von Daniel Gebhardt von der Universität Mainz und Chris und Helen Colvin aus Ames, Iowa, ein neues Exemplar auf: PSR J2007+2722. Es handelt sich um einen ungefähr 17 000 Lichtjahre entfernten Neutronenstern im Sternbild «Füchschen» (Vulpecula).

Aber die Radioastronomen haben die Nase weiterhin vorn. Schon lange haben sie die Idee, mit einem Netzwerk aus Pulsaren nach Gravitationswellen Ausschau zu halten, doch dafür kommen ihre Lichtblitze nicht mit der nötigen Präzision auf der Erde an. Ein Team um Andrew Lyne vom Jodrell Bank Observatory der University of Manchester hat deren Ursache jedoch kürzlich geknackt: Je nachdem, ob die „Lichtmaschine“ gerade mit viel oder wenig Leistung läuft – was sich auch in einem unterschiedlichen Strahlungsprofil äußert – bremst er mehr oder weniger stark ab.

Mit dieser Kenntnis lässt sich anhand der Pulsare ein Zeitstandard definieren, der sogar einen Tick besser ist als der unter der Verwendung von Atomuhren! Somit haben die Radioastronomen derzeit die wohl besseren Karten im Wettstreit um die erste direkte Detektion von Gravitationswellen … und den fälligen Nobelpreis.