{"id":27964,"date":"2024-03-15T07:00:00","date_gmt":"2024-03-15T06:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2024\/03\/15\/sternengeschichten-folge-590-joseph-weber-und-der-vielleicht-erste-nachweis-von-gravitationswellen\/"},"modified":"2025-05-14T17:39:38","modified_gmt":"2025-05-14T15:39:38","slug":"sternengeschichten-folge-590-joseph-weber-und-der-vielleicht-erste-nachweis-von-gravitationswellen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2024\/03\/15\/sternengeschichten-folge-590-joseph-weber-und-der-vielleicht-erste-nachweis-von-gravitationswellen\/","title":{"rendered":"Sternengeschichten Folge 590: Joseph Weber und der vielleicht erste Nachweis von Gravitationswellen"},"content":{"rendered":"<p><a href=\"https:\/\/astrodicticum-simplex.at\/wp-content\/uploads\/2022\/11\/SG_Logo.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignleft size-thumbnail wp-image-12938\" src=\"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/SG_Logo-150x150-1.png\" alt=\"SG_Logo\" width=\"150\" height=\"150\" \/><\/a><i>Das ist die Transkription einer Folge meines <a href=\"https:\/\/sternengeschichten.podigee.io\/\">Sternengeschichten-Podcasts<\/a>. Die Folge gibt es auch als <a href=\"https:\/\/audio.podigee-cdn.net\/1385413-m-e77061adc28247cbc13b9881860b422f.mp3\">MP3-Download<\/a> und <a href=\"https:\/\/youtu.be\/U-qRl1_i9PA\">YouTube-Video<\/a>.<\/i> Und den ganzen Podcast findet ihr auch bei <b><a href=\"https:\/\/open.spotify.com\/show\/0ikLkbZTH9yjuwetyBheXX\">Spotify<\/a><\/b>.<\/p>\n<p><b>Mehr Informationen: [<a href=\"https:\/\/sternengeschichten.podigee.io\/feed\/mp3\">Podcast-Feed<\/a>][<a href=\"https:\/\/itunes.apple.com\/de\/podcast\/sternengeschichten\/id583344780\">Apple<\/a>]<a href=\"https:\/\/open.spotify.com\/show\/0ikLkbZTH9yjuwetyBheXX\">Spotify<\/a>][<a href=\"https:\/\/www.facebook.com\/sternengeschichten\">Facebook<\/a>][<a href=\"https:\/\/twitter.com\/@sternenpodcast\">Twitter<\/a>]<\/b><\/p>\n<p>Wer den Podcast finanziell unterst\u00fctzen m\u00f6chte, kann das hier tun: Mit <a href=\"https:\/\/www.paypal.me\/florianfreistetter\">PayPal<\/a>, <a href=\"https:\/\/www.patreon.com\/sternengeschichten\">Patreon<\/a> oder <a href=\"https:\/\/steadyhq.com\/sternengeschichten\">Steady<\/a>.<\/p>\n<p><span style=\"font-size: xx-small;\">\u00dcber Bewertungen und Kommentare freue ich mich auf allen Kan\u00e4len.<\/span><br \/>\n<script class=\"podigee-podcast-player\" src=\"https:\/\/player.podigee-cdn.net\/podcast-player\/javascripts\/podigee-podcast-player.js\" data-configuration=\"https:\/\/sternengeschichten.podigee.io\/590-sternengeschichten-folge-590-joseph-weber-und-der-vielleicht-erste-nachweis-von-gravitationswellen\/embed?context=external&#038;token=uxmVdFheqylZLUwU3f7RTg\"><\/script><\/p>\n<hr>\n<p><strong>Sternengeschichten Folge 590: Joseph Weber und der vielleicht erste Nachweis von Gravitationswellen<\/strong><\/p>\n<p>Gravitationswellen! Dar\u00fcber habe ich in den Folgen 102 und 184 der Sternengeschichten schon ausf\u00fchrlich gesprochen. Dieses Ph\u00e4nomen war lange Zeit reine Theorie. Albert Einstein hat zu Beginn des 20. Jahrhunderts vorhergesagt, dass es so etwas geben muss und es hat auch eigentlich niemand daran gezweifelt, dass es tats\u00e4chlich existiert. Woran man aber immer wieder sehr wohl gezweifelt hat, war die Frage, ob man die Gravitationswellen irgendwann auch nachweisen wird k\u00f6nnen. <\/p>\n<p>Aber fangen wir vielleicht noch einmal mit einer ganz kurzen Wiederholung an. Was sind Gravitationswellen? Wir wissen, dass der Raum nicht einfach nur ein abstraktes Dinges ist, sondern ein reales physikalisches Objekt. Der Raum kann vor allem gekr\u00fcmmt werden und Albert Einstein hat uns nicht nur erkl\u00e4rt, dass die Anwesenheit von Masse den Raum  kr\u00fcmmt, sondern wir diese Raumkr\u00fcmmung als Gravitationskraft wahrnehmen. Die Erde bewegt sich nicht deswegen um die Sonne, weil da irgendeine mysteri\u00f6se Kraft wirkt. Oder halt doch, irgendwie. Die Sonne kr\u00fcmmt den Raum und die Erde muss bei ihrer Bewegung dieser Raumkr\u00fcmmung folgen und umkreist die Sonne deshalb, was f\u00fcr uns so aussieht, wie eine Kraft, die zwischen beiden Himmelsk\u00f6rpern wirkt. Damit ist auch eine Frage beantwortet worden, die vor Einstein nicht beantwortet werden konnte: Wie schnell breitet sich die Gravitationskraft aus? Isaac Newton hat noch gesagt, dass sie unendlich schnell wirkt. Wenn die Sonne verschwindet, w\u00fcrden wir auf der Erde sofort sp\u00fcren, dass ihre Anziehungskraft weg ist. Einstein dagegen hat erkl\u00e4rt, dass sich die Kr\u00fcmmung des Raums nicht beliebig schnell ver\u00e4ndern kann. Sondern nur mit Lichtgeschwindigkeit. Wenn also die Sonne verschwindet, dann dauert es 8 Minuten &#8211; so lange braucht Licht von der Sonne bis zu Erde &#8211; bis auch die ver\u00e4nderte Raumkr\u00fcmmung sich bis zu uns ausgebreitet hat und wir das Verschwinden der Anziehungskraft merken. Oder anders gesagt: Wenn Massen sich in der Raumzeit bewegen (ganz genau: beschleunigt bewegen) verursacht das eine Ver\u00e4nderung in der Kr\u00fcmmung der Raumzeit und die breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit aus. Es gibt also quasi Wellen im Raum selbst und genau das sind die Gravitationswellen. <\/p>\n<figure id=\"attachment_36849\" aria-describedby=\"caption-attachment-36849\" style=\"width: 320px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><a href=\"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/Wavy-1.gif\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/Wavy-1.gif\" alt=\"\" width=\"320\" height=\"200\" class=\"size-full wp-image-36849\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-36849\" class=\"wp-caption-text\"><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/File:Wavy.gif\">Bild: gemeinfrei<\/a><\/figcaption><\/figure>\n<p>Die Frage die noch bleibt ist: Wie kann man so was messen? Man kann ausrechnen, dass die Effekte winzig sind. Die Erde, die die Sonne umkreist, verursacht durch diese Bewegung Gravitationswellen. Zwei Sterne, die kollidieren, verursachen Gravitationswellen, ebenso wie ein Stern der explodiert oder zwei schwarze L\u00f6cher die zusammensto\u00dfen. Wenn diese Wellen sich ausbreiten, dann sorgen sie daf\u00fcr &#8211; sehr vereinfacht &#8211; dass der gesamte Raum gestreckt oder gestaucht wird. Wenn so eine Gravitationswelle auf die Erde trifft, dann wird unser Planet dadurch also ein klein wenig verformt. Und man kann sich denken, dass das ein sehr winziger Effekt ist, ansonsten h\u00e4tten wir davon schon etwas mitbekommen, unter anderem, weil die Erde dabei kaputt gegangen w\u00e4re. Tats\u00e4chlich sorgen selbst extreme Ereignisse wie die Kollision zweier schwarzer L\u00f6cher nur f\u00fcr eine Verformung des Raums, die viel kleiner ist als der Durchmesser eines Atomkerns. Das zu messen ist enorm schwierig und man dachte, es w\u00e4re unm\u00f6glich. Aber wenn man immer so schnell aufgeben w\u00fcrde, w\u00fcrde in der Wissenschaft nichts vorw\u00e4rts gehen. Das mag sich in den 1950er Jahren auch der amerikanische Physiker Joseph Weber gedacht haben. Der eigentlich einmal &#8222;Jonas&#8220; hie\u00df; Webers Eltern sind aus Litauen nach Amerika ausgewandert und hie\u00dfen urspr\u00fcnglich &#8222;Gerber&#8220;, aber daraus wurde dann &#8222;Weber&#8220; und aus Jonas irgendwann &#8222;Joseph&#8220;. So oder so: Joseph Weber, 1919 geboren, ging nach seiner Schulzeit auf die Marineakademie, was deutlich billiger f\u00fcr ihn und seine Eltern war als der Besuch einer normalen Universit\u00e4t. Das f\u00fchrte aber auch dazu, dass Weber, nach seinem Abschluss 1940 als Offizier auf einem amerikanischen Flugzeugtr\u00e4ger im zweiten Weltkrieg k\u00e4mpfen musste. Sein Schiff wurde versenkt, aber Weber \u00fcberlebte und kommandierte sp\u00e4ter selbst Schiffe. Nach dem Krieg begann er erneut zu studieren, weil er eine Stelle an einer Uni bekommen sollte, ihm daf\u00fcr aber noch ein Doktortitel fehlte. Er begann zu Mikrowellentechnik zu forschen, war einer der Pioniere die sich mit der Physik von Lasern besch\u00e4ftigte und war daf\u00fcr auch f\u00fcr den Nobelpreis nominiert. Bekommen haben diesen Preis aber Kollegen; er selbst wurde bei der Auszeichnung f\u00fcr die Entwicklung des Lasers \u00fcbergangen. <\/p>\n<p>In den 1950er Jahren begann Weber sich f\u00fcr die Relativit\u00e4tstheorie zu interessieren. Von 1955 bis 1956 war unter anderem bei John Wheeler zu Besuch, einem der wenigen Forscher, die sich damals intensiv mit der Gravitation im Rahmen von Einsteins Theorie besch\u00e4figt haben. Dort lernte Weber auch die Gravitationswellen kennen und beschloss: Die Dinger m\u00fcssen nachgewiesen werden! Also begann er in den 1960er Jahren, Detektoren zu bauen, die genau das tun sollten.<\/p>\n<p>Aber wie baut man einen Gravitationswellendetektor? Man kann ja nicht einfach ein Lineal irgendwo hin legen und warten, ob es k\u00fcrzer wird. Das m\u00fcsste man ja mit einem anderen Lineal messen, das aber ebenfalls k\u00fcrzer werden w\u00fcrde, wenn da eine Gravitationswellen durchsaust. Webers Idee sah so aus: Gravitationskraft wirkt auf Massen. Wir brauchen also auf jeden Fall mal ein St\u00fcck Masse. In Webers Fall war das zu Beginn ein gro\u00dfer Zylinder aus Aluminium, bis zu einem Meter im Durchmesser und bis zu zwei Meter lang. Dieser Zylinder war frei beweglich aufgeh\u00e4ngt. Wenn jetzt eine Gravitationswelle durch die Erde und damit auch den Zylinder l\u00e4uft; der Zylinder dadurch periodisch gestaucht und gestreckt wird, dann kann er dadurch zum Schwingen angeregt werden, was er auch dann noch tut, wenn die Gravitationswelle wieder weg ist. Wenn man den Zylinder also wackeln sieht, wei\u00df man: Da ist ne Gravitationswelle gewesen.<\/p>\n<p>In der Praxis ist das nat\u00fcrlich alles andere als einfach. Denn selbstverst\u00e4ndlich wird der Zylinder durch eine Gravitationswelle nicht anfangen, wild hin und her zu schwingen. Es geht, wie gesagt, um Schwingungen in Bereichen, die kleiner als der Durchmesser eines Atomkerns sind. Das sieht man nicht mit freiem Auge. Aber Weber installierte Piezo-Elemente am Zylinder, also Ger\u00e4te, die schon auf kleinste Ver\u00e4nderungen reagieren und dabei elektrischen Strom produzieren. Au\u00dferdem ging er sowieso nicht davon aus, jede Gravitationswelle messen zu k\u00f6nnen, sondern nur die, die gerade die richtige Frequenz haben, um die Eigenfrequenz des Zylinders anzuregen. Der Zylinder w\u00fcrde also st\u00e4rker schwanken und die Messung des winzigen Effekts m\u00f6glich machen. Trotzdem war es immer noch eine enorme Herausforderung. Allein das thermische Rauschen war gro\u00df genug, um den Effekt von Gravitationswellen zu \u00fcberdecken. &#8222;Thermisches Rauschen&#8220; hei\u00dft in dem Fall, dass die Atome des Zylinders sich allein aufgrund der Temperatur bewegen und diese Bewegung in der gleichen Gr\u00f6\u00dfenordnung ist oder gr\u00f6\u00dfer ist, als der Effekt der Gravitationswellen. Weber installierte daher auch nicht nur einen Detektor, sondern mehrere an unterschiedlichen Orten der USA. Wenn der Zylinder nur wegen einer \u00e4u\u00dferen, lokalen St\u00f6rung schwingt, dann w\u00fcrden die beiden Detektoren an den unterschiedlichen Orten das auch unterschiedlich tun. Aber wenn beide zur selben Zeit auf die selbe Weise reagieren, dann muss es ein globales Ph\u00e4nomen sein, zum Beispiel eine Gravitationswelle.<\/p>\n<figure id=\"attachment_36853\" aria-describedby=\"caption-attachment-36853\" style=\"width: 348px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><a href=\"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/Joeweberphysicist2-2.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/Joeweberphysicist2-2.jpg\" alt=\"\" width=\"348\" height=\"500\" class=\"size-full wp-image-36853\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-36853\" class=\"wp-caption-text\"><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/File:Joeweberphysicist2.jpg\">Joe Weber, 1940<\/a><\/figcaption><\/figure>\n<p>Genau so einen Ausschlag sah Weber im Juni 1969 in den Daten seiner beiden 1000 km voneinander entfernten Detektoren. Und er ver\u00f6ffentlichte eine Arbeit mit dem Titel &#8222;Hinweis auf die Entdeckung von Gravitationsstrahlung&#8220;. Die Wissenschaft war aufgeregt und beeindruckt. Aber als dann andere anderswo ihre eigenen Detektoren bauten, konnte niemand Gravitationswellen damit messen. Weber meinte, die anderen Ger\u00e4te w\u00e4ren nicht gut genug; die anderen meinten, Weber h\u00e4tte sich geirrt. Es gab jede Menge Diskussion und Streit. Als ein andere Wissenschaftler Weber als Scharlaten bezeichnet hat, soll Weber geantwortet haben &#8222;Ich werde ihnen gleich zeigen, wozu ein Offizier der Marine f\u00e4hig ist, den man Scharlatan nennt&#8220;.<\/p>\n<p>Weber jedenfalls forschte weiter und ver\u00f6ffentlichte Daten, die zeigten, dass er im Februar 1987 Gravitationswellen messen konnte. Und nicht einfach irgendwann im Februar 1987 sondern genau in dem Moment, als man auch die ber\u00fchmte Supernova 1987A in der Magellanschen Wolke registriert hat. Die Teleskope der Astronomie sehen also einen explodierenden Stern und Weber misst zum gleichen Zeitpunkt eine Gravitationswelle, also genau das, was ein explodierender Stern verursacht. Aber auch hier war er der einzige, der die Welle gemessen hatte; andere Detektorne waren damals nicht in Betrieb und die Kolleginnen und Kollegen waren skeptisch. <\/p>\n<p>Mittlerweile hatten andere Forscherinnen und Forscher eine andere Idee zum Nachweis der Gravitationswellen gehabt, nicht mit schwingenden Metallzylindern, sondern durch kilometerlange unterirdische Tunnel, in denen Lichtstrahlen hin und her reflektiert werden; in unterschiedliche Richtungen aber genau aufeinander abgestimmt. Sollte eine Gravitationswelle durch die Konstruktion hindurchlaufen, dann w\u00fcrden die Lichtstrahlen in der einen Richtung einen leicht k\u00fcrzeren oder l\u00e4ngeren Weg zur\u00fcck legen m\u00fcssen und das w\u00fcrde man dann merken. Auch hier waren die technischen Herausforderungen massiv und es hat Jahrzehnte gedauert, bis diese Gravitationswellenobservatorien einsatzbereit waren. Aber dann ist es damit im Jahr 2015 tats\u00e4chlich gelungen, die Existenz von Gravitationswellen einwandrei und ohne Zweifel nachzuweisen. Joseph Weber war zu diesem Zeitpunkt aber schon tot, er starb im September 2000. <\/p>\n<p>Webers Arbeit mit seinen Detektoren war umstritten, aber Weber deswegen kein Au\u00dfenseiter. Er bekam diverse Preise; man war beeindruckt von seinen kreativen Ideen und seiner enorm exakten Ingenieursarbeit. Vor allem aber hat er daf\u00fcr gesorgt, dass die Forschung an Gravitationswellen von einem Randthema in der Physik zu einem popul\u00e4ren Arbeitsgebiet geworden ist. Und vielleicht war er ja tats\u00e4chlich der erste, der sie auch nachweisen konnte. Die Astronomin Virgina Trimble, Webers zweite Ehefrau, wurde 2016 gefragt, ob sie glaube, dass ihr Mann Gravitationswellen gemessen hat. Ihre Antwort: &#8222;Ich wei\u00df es nicht. Aber ich glaube, wenn es zwei Technologien gegeben h\u00e4tte, die sich im Wettstreit zueinander vorangetrieben h\u00e4tten \u2013 und nicht im Konkurrenzkampf \u2013 dann h\u00e4tte man vielleicht schon fr\u00fcher Gravitationswellen beobachten k\u00f6nnen.\u201c. Und der Physiker Kip Thorne, einer der drei, der f\u00fcr den Nachweis von Gravitationswellen den Nobelpreis bekommen haben, hat \u00fcber Weber gesagt: &#8222;Joe ist in dieses Gebiet eingestiegen, als sonst niemand auf der Welt daran dachte\u201c. Und so wichtig es auch ist, etwas zu entdecken: Es ist mindestens ebenso wichtig, bei etwas den Anfang zu machen.<br \/>\n<img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/vg06.met.vgwort.de\/na\/e233fd07a1b4473f95c7d07e56107e0e\" width=\"1\" height=\"1\" alt=\"\"><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Das ist die Transkription einer Folge meines Sternengeschichten-Podcasts. 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