Wissenschaftler haben Albert Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie erneut mit beispielloser Präzision bestätigt, dank der Entdeckung des bisher stärksten Gravitationswellenereignisses. Das Signal mit der Bezeichnung GW250114 stammt aus der Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher und stellt den bislang klarsten Beweis für Einsteins jahrhundertealte Vorhersagen dar.
Eine neue Ära der Gravitationswellenerkennung
Die Kollision wurde im Jahr 2025 von einem Netzwerk fortschrittlicher Gravitationswellendetektoren beobachtet – darunter dem Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) in den Vereinigten Staaten und dem Virgo-Detektor in Italien. Diese Instrumente sind deutlich empfindlicher als ihre Vorgänger aus dem Jahr 2016 und ermöglichen die Erfassung außergewöhnlich sauberer Daten. Diese Klarheit ist von entscheidender Bedeutung, da sie eine gründliche Prüfung der grundlegenden Physik ermöglicht.
Forscher verwendeten zuvor GW250114, um den Satz von Stephen Hawking zu bestätigen, der besagte, dass der Ereignishorizont des resultierenden Schwarzen Lochs nicht über die Gesamtgröße seiner Vorläufer hinaus schrumpfen würde. Die Ergebnisse stützten Hawking nahezu sicher. Nun hat ein Team unter der Leitung von Keefe Mitman von der Cornell University die Analyse weitergeführt und das Ereignis direkt mit Einsteins Gleichungen verglichen.
Wie die Allgemeine Relativitätstheorie die Kollision vorhersagte
Einsteins Theorie beschreibt, wie Masse die Raumzeit verzerrt und die Bewegung von Objekten darin bestimmt. Bei der Anwendung auf verschmelzende Schwarze Löcher sagen die Gleichungen eine bestimmte Abfolge voraus: Die Schwarzen Löcher spiralen nach innen, beschleunigen, kollidieren und vibrieren dann mit unterschiedlichen Frequenzen – analog zu einer läutenden Glocke.
Bei früheren Ereignissen fehlte die nötige Klarheit, um diese „Ringdown-Modi“ zu verifizieren, aber GW250114 war laut genug für präzise Tests. Mitmans Team simulierte die erwarteten Häufigkeiten auf der Grundlage von Einsteins Gleichungen und fand eine erstaunliche Übereinstimmung mit den beobachteten Daten.
„Die Amplituden, die wir in den Daten messen, stimmen unglaublich gut mit den Vorhersagen der numerischen Relativitätstheorie überein“, erklärte Mitman. „Einsteins Gleichungen sind wirklich schwer zu lösen, aber wenn wir sie lösen und Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie in unseren Detektoren beobachten, stimmen diese beiden überein.“
Was das für die Zukunft der Physik bedeutet
Die neuesten Ergebnisse untermauern die Robustheit der Allgemeinen Relativitätstheorie. Laura Nuttall von der Universität Portsmouth erklärte: „Alles scheint so auszusehen, wie Einstein über die Schwerkraft sagt.“** Die Studie verdeutlicht jedoch auch die Grenzen aktueller Detektoren.
Obwohl die Übereinstimmung stark ist, können Abweichungen von bis zu 10 % nicht ausgeschlossen werden. Mitman stellte fest, dass diese Unsicherheit mit zunehmender Detektorempfindlichkeit abnehmen wird. Sollten Unstimmigkeiten auftreten, wäre dies ein Hinweis darauf, dass Einsteins Theorie unvollständig oder falsch ist.
Das Streben nach größerer Präzision wird weitergehen, wenn Wissenschaftler mehr Ereignisse beobachten und ihre Werkzeuge verfeinern. Jede Beobachtung bringt uns dem Verständnis der Grundgesetze des Universums näher und zeigt, ob Einsteins Vision unangefochten bleibt.
