Gravitationswellen entdeckt: Einsteins Relativitätstheorie erklärt

Die Schwerkraft gibt es gar nicht wirklich. Wir spüren beim Stehen oder Fallen nur die Auswirkungen der Raumzeitkrümmung des Universums.

Wie eine acht breiten sich die Gravitationswellen aus. Das zeigt die Darstellung des Max-Plank-Instituts für Gravitationsphysik

Weltraumforscher haben nach eigenen Angaben Gravitationswellen erstmals direkt nachgewiesen. Foto: dpa

Nach acht Jahren Arbeit hatte Albert Einstein seine Allgemeine Relativitätstheorie fertig. Im März 1916 wurde sie in den „Annalen der Physik“ veröffentlicht. Die Quintessenz: Die Schwerkraft von Isaac Newton und Galileo Galilei gibt es gar nicht wirklich, ein Apfel wird von der Erde gar nicht angezogen. Wir spüren beim Stehen oder Fallen nur die Auswirkungen der Raumzeitkrümmung des Universums. Die Erdanziehung ist also nur ein geometrischer Effekt.

Klingt kompliziert, ist es auch: Die Raumzeit hat immerhin vier Dimensionen (Länge, Breite, Höhe, Zeit). Andererseits können wir uns nach Einstein ein Bild von der Raumzeit machen wie die dreidimensionale Karte einer Landschaft – mit Hügeln und Senken, mit Höhenlinien. Je massereicher ein Körper ist (genau genommen je mehr Energie er hat, wegen der in dem Rahmen erarbeiteten Formel E=mc²), desto mehr senkt er die Raumzeit ab, macht eine Delle hinein. Ein Körper, ein Planet, eine Sonne, eine Galaxie – sie alle bewegen sich entlang der gedachten Höhenlinien dieser unendlichen dreidimensionalen Karte. Etwa wenn die Erde um die Sonne kreist, dann läuft sie nur eine Krümmung entlang.

Oder wenn wir oder ein Apfel auf einem Baum sitzen, dann sind wir schon in der Senke der Erde, die Krümmung leitet uns dann weiter in die von der Erde verursachte Raumzeitdelle der Erde hinein, wir empfinden das als Erdanziehungskraft.

Albert Einstein hat dafür Formeln gefunden, die Feldgleichungen. Diese sagten allerhand voraus – dass Lichtstrahlen auch von Dellen in der Raumzeit gebogen werden zum Beispiel. Oder die jetzt erst gefundenen Gravitationswellen. Die Formeln gelten für alle vierdimensionalen Räume und für alle Bewegungen dort relativ zueinander, deshalb Allgemeine Relativitätstheorie.

AndereWissenschaftler arbeiteten mit den Gleichungen und fanden immer neue Formen und Konsequenzen, darunter etwa Reisen in die Vergangenheit, den Urknall, ein sich ausdehnendes Universum oder schwarze Löcher.