Gravitationswellen,
von der allgemeinen Relativitätstheorie vorausgesagte, sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitende wellenförmige Störungen des Gravitationsfeldes, die bei der raschen Beschleunigung großer Massen entstehen. Gravitationswellen als Störungen der Raum-Zeit durchqueren nahezu unbeeinflusst alle Massearten und Masseanhäufungen. Quellen für Gravitationswellen können z. B. Supernovaexplosionen, Sternkollapse, verschmelzende Neutronensterne, aber auch rasch umlaufende kompakte massereiche Sterne in Doppelsternsystemen sein. Die Gravitationswellenstrahlung ist eine Quadrupolstrahlung, die bei der Wechselwirkung mit materiellen Körpern entsprechend der Frequenz der Strahlung einen Körper senkrecht zur Ausbreitungsrichtung in einer Richtung streckt und in der um 90º versetzten Richtung gleichzeitig staucht; nach einer halben Periode kehren sich Streckung und Stauchung um. Frei bewegliche Massen entfernen sich voneinander, in der um 90º gedrehten Richtung bewegen sie sich aufeinander zu. Je größer die Masse und deren Beschleunigung ist, um so größer ist auch die durch Gravitationswellen transportierte Energie, die empfangene Energie nimmt mit dem Quadrat der Entfernung von der Strahlungsquelle ab.
Zum direkten Nachweis werden Gravitationswellendetektoren gebaut, bei denen die durch Gravitationswellen verursachten Verformungen frei beweglicher Massen (z. B. großer Metallzylinder) oder die Abstandsänderungen innerhalb einer Anordnung weit entfernter Spiegel (Laserinterferometer) gemessen werden (Gravitationswellenastronomie). Bislang gelang es nicht, Gravitationswellen experimentell nachzuweisen. Jedoch kann aus der Verkürzung der Bahnumlaufperiode des Doppelsternpulsars PSR 1913 + 16 (Pulsare) um 7,6 · 10-5 s pro Jahr in Übereinstimmung mit der einsteinschen Gravitationstheorie indirekt auf die Abstrahlung von Gravitationswellen geschlossen werden.
Black holes and gravitational waves, hg. v. T. Nakamura (Kyoto 1999).
Hier finden Sie in Überblicksartikeln weiterführende Informationen:
Lasertechnik: Laseranwendungen in der Forschung
Universal-Lexikon. 2012.