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Wo seid ihr, ihr Gravitationswellen? Bitte meldet euch!

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Wo seid ihr, ihr Gravitationswellen? Bitte meldet euch!

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In dieser Ausgabe von Space geht es um den Versuch, Signale von Gravitationswellen einzufangen. Vor gut 100 Jahren vermutete Albert Einstein, dass

In dieser Ausgabe von Space geht es um den Versuch, Signale von Gravitationswellen einzufangen. Vor gut 100 Jahren vermutete Albert Einstein, dass unser Universum voll sein müsse von sogenannten Gravitationswellen. Dies sind Unebenheiten in der Struktur von Raum und Zeit. Sie könnten uns eine Menge über Dinge wie Schwarze Löcher verraten. Noch wissen wir nicht, ob Einstein recht vermutete, denn noch haben wir keine solchen Wellen gefunden.

Meinung

Was wir tun, hat noch niemand getan.

ESA-Wissenschaftler Paul McNamara sagt: “Gravitationswellen stammen aus dem gesamten Universum. Sie dringen durch Sterne, Galaxien, durch Sie, durch mich, die Erde, durch alles.”

Michèle Heurs von der Leibniz Universität Hannover: “Eine Gravitationswelle, die auf mich zufliegt, würde mich abwechselnd dünner und länger sowie gedrungen und dicker machen. Aber nur in sehr geringem Umfang.”

Diese schwer zu fassenden Gravitationswellen sind extrem schwach. Geräte, die sie einfangen sollen, sind lang und hochsensibel. Dies ist einer von Europas größten Detektoren, er befindet sich bei Hannover.

Karsten Danzmann, Leiter des Albert Einstein Instituts in Hannover: “Das hier ist GEO600. Er hat 600 Meter lange Arme, einmal in diese Richtung und dann im rechten Winkel in diese Richtung. In diesem kleinen Graben ist eine Vakuum-Röhre mit einem Hochleistungslaserstrahl. Hier können Sie die Vakuum-Röhre sehen.”

Gemessen wird hier der relative Längenunterschied zwischen beiden Laserstrahlen. Eine Gravitationswelle würde beide Strahlen geringfügig aber messbar aus dem Takt bringen.

Karsten Danzmann: “Bisher haben wir nichts gefunden, aber es könnte zu jeder Zeit ein Stern explodieren, und dann könnten wir ein Signal erhalten.”

Das Weltall ist voller potentieller Wellen-Quellen. Sollten solche Gravitationswellen entdeckt werden, so glauben die Forscher, wäre das eine astronomische Revolution.

Michèle Heurs: “Das wäre ein völlig anderes Fenster ins All. Im Moment beobachten wir das Universum hauptsächlich mit Hilfe elektromagnetischer Wellen und Neutrinos. Gravitationswellen wären eine komplett neue Art, das Universum zu beobachten. Wir würden Dinge sehen, die kein Licht aussenden.”

Karsten Danzmann: “Die einzige Strahlung, die ein Schwarzes Loch direkt ausstrahlt, ist Gravitationsstrahlung. Ein Schwarzes Loch kann Raum und Zeit um sich herum durchrütteln. Diese Wellen in Raum und Zeit wandern vom Schwarzen Loch weg und sie erzählen uns ganz genau, wie es aussieht und sich anhört.”

Um die Chancen, Gravitationswellen zu beobachten, zu verbessern, wird diese wegweisende ESA-Raumsonde ins All geschickt. Sie soll schaffen, was vor ihr noch nicht gelungen ist.

Vicki Lonnon, Quality Assurance Engineer, Airbus Defence and Space: “Dies ist die LISA-Pathfinder-Raumsonde. Dies ist das Raumfahrt-Modul von LISA Pathfinder. Die Sonde wird hoffentlich im Oktober dieses Jahres ins All geschickt.”

LISA Pathfinder soll die Forscher einen großen Schritt nach vorn bringen. Schon jetzt ist die Aufregung groß.

Paul McNamara: “Ich habe vor 21 Jahren damit begonnen, an raumgestützten Gravitationswellendetektoren zu arbeiten. Heute hier zu stehen und diese Sonde hinter mir zu haben, ist unglaublich. Es hat 21 Jahre gedauert, und es waren Jahre mit Blut und Tränen. Doch jetzt freuen wir uns sehr.”

LISA Pathfinder wird selbst keine Gravitationswellen messen. Sie wird die Technologie dafür testen. Diese besteht vor allem aus zwei freischwebenden Würfel mit einer Gold-Platin-Legierung, die sich innerhalb des Satelliten befinden.

Wenn das alles funktioniert, kommt die größere Mission, bei der drei Raumsonden in Formation positioniert und durch Laser verbunden werden.

Paul McNamara: “Nach LISA Pathfinder nehmen wir zwei oder drei LISA-Pathfinder-Satelliten, wir bringen sie im Abstand von 5 Millionen Kilometern voneinander an, in jedem Satelliten ist ein Würfel, und wir messen den Abstand zwischen den Würfeln.”

Ein voll funktionsfähiges Raumobservatorium, das Gravitationswellen aufschnappt, könnte ein großartiges neues Instrument werden.

Paul McNamara: “Die Schwerkraft ist die elementare Kraft des Universums. Die Sterne, die Galaxien, das Universum: All das ist von der Schwerkraft bestimmt.”

Michèle Heurs: “Das, was wir machen, wurde noch nie zuvor getan. Wir tun Dinge, die noch niemand gesehen hat. Wir suchen etwas, das vor 100 Jahren behauptet wurde, von dem aber bisher jeder Nachweis fehlt. Wie kann man das einfach so im Raum stehen lassen?”

Karsten Danzmann: “Das gesamte Universum interagiert über die Schwerkraft, und das gibt uns die Hoffnung, dass Gravitationswellen es uns erlauben, die dunkle Seite des Universums abzuhören. Wer weiß, was da draußen alles ist.”

Ob es um Schwarze Löcher geht oder die ersten Sekunden nach dem Urknall: Gravitationswellen könnten die Art und Weise, wie wir das Universum sehen und hören, für immer verändern.

Erklärung zu Gravitationswellen von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft e.V.
Der Gravitationswellendetektor GEO600
Infos zu LISA Pathfinder auf der Seite der ESA