Der deutsche Physiker und sein Team entwickelten die Schlüsseltechnologien, darunter hochpräzise Laser, mit denen Detektoren in Amerika 2015 erstmals direkt Gravitationswellen nachweisen konnten. Damit haben Astronomen buchstäblich ein neues Fenster zum Kosmos aufgestoßen, denn bislang konnten sie das Weltall nur mit Hilfe elektromagnetischer Wellen erforschen –Licht, Radio-, Röntgen- oder Gammastrahlung. »Nun hat uns die Schwerkraft gleichsam ihren eigenen Boten geschickt – die Gravitationswellen«, sagt Danzmann. »Sie eröffnen die Ära der Gravitationswellen-Astronomie, die bahnbrechend neue Erkenntnisse verspricht, da 99 Prozent des Universums dunkel sind«. Mit den Mitteln des Körber-Preises will Danzmann unter anderem die Lasertechnik für erdgestützte Detektoren weiter verfeinern.

Im Herbst 2015 gelang einem weltweiten Team von Physikern eine Sensation: In den amerikanischen LIGO-Detektoren konnten sie erstmals direkt Gravitationswellen nachweisen. Dass Gravitationswellen existieren, hatte Albert Einstein bereits 1916 theoretisch vorhergesagt. Gemäß seiner Relativitätstheorie entsteht Schwerkraft dadurch, dass eine Masse die vierdimensionale Raumzeit krümmt. Diese kann man sich als straff gespannte Gummimatte vorstellen. Legt man eine schwere Kugel darauf, beult diese nach unten aus – die Raumzeit krümmt sich. Rollt danach in der Nähe eine kleinere Kugel vorbei, so wird deren Bahn durch die Delle der schweren Kugel abgelenkt. Diese Bahnabweichung ist die Wirkung der Schwerkraft in der Raumzeit.

Die enorme Messpräzision der LIGO-Laser ist das Hauptverdienst des Danzmann-Teams. In Hannover betreiben die Forscher den Detektor GEO600, dessen Arme 600 Meter lang sind. In diesem haben die Physiker die Laser und Messapparaturen in jahrzehntelanger Arbeit auf höchste Präzision getrimmt. So sind etwa die optischen Systeme als Pendel aufgehängt, um Erschütterungen abzufangen. Zur Verstärkung werden sowohl der Laserstrahl als auch gemessene Signale im System recycelt. Dies hat die Messempfindlichkeit nochmals verzehnfacht. Diese zunächst für die Grundlagenforschung entwickelten Technologien werden inzwischen auf vielen Feldern ganz praktisch eingesetzt, so zum Beispiel in Erdvermessungssatelliten und in der Datenkommunikation.

Karsten Danzmann ist 62 Jahre alt und Direktor des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik. Parallel dazu lehrt er seit 1993 als Professor an der Leibniz-Universität Hannover und leitet dort das Institut für Gravitationsphysik. Der Körber-Preis für die Europäische Wissenschaft 2017 wurde ihm am 7. September im Großen Festsaal des Hamburger Rathauses überreicht.