Phänomen Gravitationswellen

Dass Gravitationswellen existieren, gilt seit der 1916 veröffentlichten Allgemeinen Relativitätstheorie Albert Einsteins als unausweichliche Folge dieser Theorie. Danach resultieren diese winzigen Stauchungen und Dehnungen der Raumzeit aus spektakulären kosmischen Vorgängen, etwa der Kollision Schwarzer Löcher oder der Explosion von Supernovae. Einstein selbst hielt sie für nicht messbar – und bis heute ist das auf direktem Weg auch noch nicht gelungen.

Das soll sich ändern. Seit einigen Jahren arbeiten Wissenschaftler der Universitäten Jena, Tübingen und Hannover sowie der Max-Planck-Institute für Gravitationsphysik Potsdam und Astrophysik Garching im Sonderforschungsbereich „Gravitationswellenastronomie“ gemeinsam daran. Ein großes Laserinterferometer, das derzeit bei Hannover in Betrieb geht, soll ihnen die notwendigen Daten liefern.

„Damit wird ein neues Fenster ins Universum aufgestoßen“, macht Prof. Dr. Karl-Heinz Lotze, Leiter der Arbeitsgruppe Physik- und Astronomiedidaktik der Friedrich-Schiller-Universität Jena, deutlich. Grund genug, das „Phänomen Gravitationswellen“ in den Mittelpunkt der bundesweiten Lehrerfortbildung Astronomie zu rücken, für die die Universität vom 19. bis 21. Juli Gastgeber ist. Das Treffen wird von der Arbeitsgruppe um Prof. Lotze, der Zeitschrift „Astronomie + Raumfahrt im Unterricht“ und dem Thüringer Institut für Lehrerfortbildung, Lehrplanentwicklung und Medien (ThILLM) veranstaltet und von der Heraeus-Stiftung in der Deutschen Physikalischen Gesellschaft sowie von Meade Instruments Europe unterstützt.

Mehr als 100 Pädagogen, Hochschullehrer und Wissenschaftler, aber auch Mitarbeiter von Volks- und Schulsternwarten sowie Planetarien, Studenten und Schüler aus ganz Deutschland werden in Jena erwartet. Gleich fünf der 16 wissenschaftlichen Vorträge ranken sich um das Thema „Gravitation“. Sie dokumentieren unter anderem den aktuellen Forschungsstand an der Schwelle zur Gravitationswellen-Astronomie, setzen sich mit Schwarzen Löchern im Computer sowie mit den astronomischen Quellen von Gravitationswellen auseinander und zeigen didaktische Wege der Vermittlung dieses Wissens im Unterricht auf. Als Höhepunkt dieses Parts innerhalb der Lehrerfortbildung avisiert der Jenaer Didaktiker den öffentlichen Vortrag von Prof. Dr. Michael Kramer am 19. Juli. Der Wissenschaftler von der University of Manchester macht darin mit hochgenauen Tests der Relativitätstheorie mittels kosmischer Uhren in Gestalt so genannter Doppelpulsare bekannt.

Die wissenschaftlichen Vorträge, darunter auch solche zum schülerorientierten Astronomieunterricht in den USA, zur Astronomiegeschichte in Thüringen und zu 50 Jahre erlebte Raumfahrt vom Sputnik 1 zur ISS, sollen die Teilnehmer auf den neuesten Stand der Forschung bringen. „Dafür, wie das Gehörte dann im Unterricht umgesetzt und den Schülern vermittelt wird, gibt es keine Patentrezepte“, betont Prof. Lotze. Allerdings gehe es in den Workshops – erstmals vier an der Zahl – „ganz gezielt in die fachliche Didaktik“. Gestaltet von Lehrern, wollen diese ihren Kollegen eigene Erkenntnisse und Erfahrungen vermitteln, mit ihnen ins Gespräch kommen. Das Spektrum reicht dabei von Schülerübungen bis zur Verwendung dynamischer Geometrie-Software und von Computeralgebra-Systemen im Astronomie-Unterricht. Außerdem werden Schüler ihre im Seminarfach Astronomie erarbeiteten Poster ausstellen.

Öffentlicher Vortrag: Prof. Dr. Michael Kramer, University of Manchester: „Hochgenaue Tests der Relativitätstheorie mit Hilfe kosmischer Uhren“, 19. Juli, 18.00 Uhr, Hörsaal 1, Max-Wien-Platz 1, Eintritt frei

Kontakt:
Prof. Dr. Karl-Heinz Lotze
Arbeitsgruppe Physik- und Astronomiedidaktik der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Max-Wien-Platz 1, 07743 Jena
Telefon: 03641 / 947490
E-Mail: kh.lotze[at]uni-jena.de