Albert Einstein war seiner Zeit ein ganzes Stück voraus. Auch seine Allgemeine Relativit?tstheorie konnte erst 2015 final bewiesen werden. Dabei hatte das Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik seine Hand im Spiel – und treibt seitdem die Forschung rund um die Gravitation weiter voran.

Der Weltraum. Unendliche Weiten. Sie zu erforschen steht bei Astrophysikern weltweit ganz oben auf der Agenda. Der internationalen Wissenschaft geht es aber nicht nur darum, die Raumfahrt voranzutreiben und neue Planeten zu entdecken. Sie wollen verstehen, was im All passiert, und wissenschaftliche Theorien verifizieren. Dabei sto?en sie immer wieder auf faszinierende Vorg?nge wie diesen: ?Vor etwa 900 Millionen Jahren fra? ein schwarzes Loch einen sehr dichten Neutronenstern – wie Pac-man“, berichtete , die an der Australian National University zur Allgemeinen Relativit?tstheorie von Albert Einstein forscht. Kollegen am US-amerikanischen , mit denen Scotts Team zusammenarbeitet, hatten da gerade dieses spektakul?re Ereignis in 900 Millionen Lichtjahren Entfernung beobachtet.

Gravitationswellen, Neutronensterne und schwarze L?cher

Seit Jahrzehnten versuchen internationale Physiker, Einsteins Theorien zu best?tigen. Die Allgemeine Relativit?tstheorie geht davon aus, dass Gravitation keine Kraft, sondern eine geometrische Eigenschaft von Raum und Zeit ist. Einstein hatte bereits 1915 vermutet, dass die Bewegung gro?er Massen umeinander wie etwa Neutronensterne oder schwarze L?cher im Weltall bzw. deren gegenseitige Verschmelzung sogenannte erzeugt. Damit schloss er Lücken im Gravitationsgesetz von Isaak Newton – und revolutionierte die Physik. Lange fehlten für wesentliche Teile seiner Gravitationstheorie jedoch konkrete Beweise. Erst hundert Jahre nachdem Einstein seine überlegungen ver?ffentlicht hatte, konnte die Forschung beweisen, dass seine Theorie aufgeht: 2015 gelang es dem LIGO erstmals, Gravitationswellen im Weltall zu messen. Eine Sensation!

Mit dem letzten noch fehlenden Steinchen vervollst?ndigt die Forschung aber nicht nur den wissenschaftlichen Nachweis, dass Einstein mit seiner Relativit?tstheorie Recht hatte. Die Entdeckung der Gravitationswellen hilft auch, das Universum und seinen Ursprung zu verstehen. Kein Wunder, dass die Wissenschaftler für ihre Entdeckung wenig sp?ter erhielten.

Datenanalysen in Lichtgeschwindigkeit

Darüber freute man sich auch am (Albert-Einstein-Institut, AEI) in Hannover. Zwar hatte das LIGO die Gravitationswellen gemessen, tats?chlich entdeckt wurden sie aber im AEI. Denn hier steht , der weltweit gr??te Computercluster zur Datenanalyse von Gravitationswellen. Er scannte 2015 die Messwerte des LIGO nach Auff?lligkeiten und stie? dabei auf das Gravitationssignal. Dementsprechend realisierten , was die Detektoren in den USA angezeigt hatten.

?Die Arbeit unserer Wissenschaftler ist sehr detailliert und basiert auf komplexen Spezialalgorithmen, für deren Ausführung eine extrem hohe Rechenleistung erforderlich ist“, sagt Dr. Henning Fehrmann, Cluster-Administrator der AEI-Abteilung Observational Relativity and Cosmology (ORC). Sein Team kümmert sich unter anderem darum, dass Atlas den steigenden Anforderungen der Gravitationsforschung jederzeit gerecht wird. Dazu geh?rt auch, erforderliche Erweiterungen nachfrage- und zeitgerecht durchzuführen.

Ausbau eines Supercomputers

Fehrmann erinnert sich noch gut an den letzten Ausbau des Supercomputers Anfang 2018. Um die zweite Phase eines wichtigen Projekts erfolgreich abschlie?en zu k?nnen, sollte das ORC-Team die Atlas-Kapazit?t erh?hen. ?Hierfür ben?tigten wir eine geeignete L?sung“, erkl?rt Fehrmann. Diese musste nicht nur die technischen Erwartungen erfüllen, sondern auch preislich überzeugen. Denn wie jede ?ffentlich finanzierte Einrichtung sind die finanziellen Mittel des Albert-Einstein-Instituts knapp bemessen. Nach einer ?ffentlichen Ausschreibung für den . Der Rechner wurde explizit zur Unterstützung datenintensiver HPC-Anwendungen (High Performance Computing) entwickelt und punktet mit hoher Speicherkapazit?t, Skalierbarkeit und Zuverl?ssigkeit bei gleichzeitig geringem Stromverbrauch.

Neuer Schub für Forschungsaktivit?ten

Das Endergebnis kann sich sehen lassen: Durch die Clustererweiterung wurde die Gesamtrechenleistung von Atlas verdoppelt; selbst schw?chste Signale lassen sich so noch schneller und gründlicher analysieren. Auch deshalb hat die Gravitationsforschung am AEI massive Fortschritte gemacht. So konnten die Wissenschaftler inzwischen elf Gravitationswellen nachweisen. Der Gro?teil davon entstand wie die erste durch die Kollision schwarzer L?cher. 2017 registrierten die Forscher eine Gravitationswelle, die durch die Kollision zweier Neutronensterne entstanden war. Und nun, im August 2019, beobachtete das LIGO-Forschungsteam, wie sich ein schwarzes Loch einen Neutronenstern einverleibt. Die endgültige Best?tigung dafür steht zwar noch aus, doch die Wahrscheinlichkeit, dass die Beobachtung zutrifft, liegt Experten zufolge bei 99,8 Prozent. Und dann h?tten die Gravitationsforscher einen weiteren wichtigen Beweis für Einsteins Theorien erbracht.