Albert Einstein hat in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie die Existenz von Gravitationswellen vorhergesagt. Ähnlich wie in der Elektrodynamik, wo beschleunigte elektrische Ladungen elektromagnetische Wellen abstrahlen, emittieren nach der Allgemeinen Relativitätstheorie beschleunigte Massen ebenfalls Wellen, die Gravitationswellen genannt werden (eine Masse kann als Ladung des Gravitationsfeldes angesehen werden).
Die abgestrahlten Gravitationswellen bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit durch den Raum. Sie können mit Materie allerdings nur sehr schwach in Wechselwirkung treten, so daß sie nur schwer nachweisbar sind. Wenn eine Gravitationswellen an einem Körper vorbeiläuft, wirkt auf diesen eine Kraft tangential zur Ausbreitungsrichtung der Welle und führt zu einer Dehnung des Körpers in einer Richtung und zu einer Stauchung in der dazu senkrechten Richtung. Der Effekt ist allerdings sehr gering: wäre der Körper so lang wie die Entfernung von der Erde zum nächsten Stern (4 1/2 Lichtjahre), so würde eine typische Gravitationswelle diesen Körper um den Durchmesser eines Haares verlängern!
Die erfolgversprechensden Kandidaten für die Emission von Gravitationswellen sind beschleunigte sehr große Massen. Objekte, die die erforderlichen großen Massen besitzen, sind Neutronensterne und Schwarze Löcher. Ideale Objekte für die Suche nach Gravitationswellen sind Doppelsysteme aus zwei umeinander kreisenden Neutronensternen oder Schwarzen Löchern. Bisher ist es noch nicht gelungen, Gravitationswellen direkt nachzuweisen, doch haben Russell Hulse und Joseph Taylor im Jahr 1993 den Nobelpreis für Physik für ihre Entdeckung des ersten Doppelpulsars enthalten. Dieses System aus zwei umeinander kreisenden Neutronensternen verliert im Laufe der Zeit Energie, dieser Effekt kann nur mit der Abstrahlung von Gravitationswellen erklärt werden.
Die beste Möglichkeit, Gravitationswellen direkt nachzuweisen, bieten sog. Michelson-Interferometer. Ein Laserstrahl wird dabei über Spiegel in zwei Strahlen geteilt, mehrfach umgelenkt und am Ende wieder überlagert. Wird nun einer der beiden Strahlen durch eine Gravitationswelle verändert, so ändert sich das Interferenzmuster auf dem Detektor. Prototypen im Labor haben gezeigt, daß dieser Nachweis prinzipiell möglich ist. Allerdings muß dafür das Interferometer sehr viel größer sein. Aus diesem Grund entsteht derzeit in der Nähe von Hannover (in Ruthe bei Sarstedt) ein Interferometer mit einer Armlänge von 600 Metern, das sog. GEO 600 . Diese Anlage soll im Jahr 2000 fertiggestellt sein und dann mit der Suche nach Gravitationswellen beginnen. Dr. Peter Aufmuth ist Mitglied des GEO 600-Teams und berichtet über den derzeitigen Stand und die zukünftigen Arbeiten in diesem neuen Gebiet der Astrophysik.
