Experimenteller #Nachweis von #Gravitationswellen gelungen

Gravitationswellen

Visualisierung von Gravitationswellen durch Danzmann und Team

Im Februar 2016 konnten zum ersten Mal Gravitationswellen experimentell nachgewiesen werden. Jene winzigen, sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitenden Krümmungen der Raumzeit, die Albert Einstein 1916 als Konsequenz aus seiner Allgemeinen Relativitätstheorie vorhersagte. Professor Karsten Danzmann freut sich über eine renommierte Auszeichnung: am Donnerstag, den 7.  September 2017 hat der 62-Jährige im Hamburger Rathaus vor 600 geladenen Gästen den mit 750.000 Euro dotierten Körber-Preis für die Europäische Wissenschaft erhalten. „Dank ihrer, Herr Professor Danzmann, kann nun ein neues Fenster zum Kosmos aufgestoßen werden“ , sagte Bürgermeister Olaf Scholz (SPD) bei dem Festakt. Er würdigte die Ausdauer des Physikers, der sich in Hamburg als Mitglied der Akademie der Wissenschaften in der Arbeitsgruppe „Neue Herausforderungen der Kosmologie“ engagiert. „Wir in Hamburg sind gespannt, auf das, was im Zuge ihrer Forschung noch zutage treten wird“, sagte Olaf Scholz.

Spektrum: Sichtbares Licht

Bis zum Nachweis von Gravitationswellen konnten Forscher Signale aus dem Universum nur im Spektrum elektromagnetischer Strahlung empfangen, also in Form von sichtbarem Licht: Infrarotlicht, Mikrowellen, und Radiowellen, sowie durch Wasserstoffkerne und Neutrinos, den beinahe massenlosen Teilchen. Allerdings bestehen etwa nur vier Prozent des Universums aus Materie, wie wir sie kennen, und von dieser Materie strahlt nur ein kleiner Teil. Aber alles in unserem Universum unterliegt der Schwerkraft, und alles, was der Schwerkraft, der Gravitation unterliegt und sich bewegt, muss Gravitationswellen aussenden. Das heißt, wir können auf diese Weise die dunkle Seite des Universums hören.

Urknall

Urknall: Beginn von Raum und Zeit

Das 2015 verzeichnete kosmische Signal stammt den LIGO-Forschern (Observatorium LIGO in den USA) zufolge von zwei außergewöhnlich schweren Schwarzen Löchern, die miteinander verschmolzen sind – in einer Galaxie, die 1,3 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Es war das gewaltigste Ereignis, das je beobachtet wurde. Zwei weitere Ereignisse dieser Art haben die Forscher inzwischen nachgewiesen. Von den Gravitationswellen erhoffen sich die Forscher auch Erkenntnisse über die Entstehung von Galaxien sowie über die geheimnisvolle Dunkle Materie, die Galaxien wie Kitt zusammenhält und sich nur durch ihre gravitative Wirkung zu erkennen gibt. Auch über die Dunkle Materie soll aufgeklärt werden, diese sorgt dafür, dass sich das Universum immer schneller ausdehnt.

Mit Gravitationswellen-Detektoren läßt sich vielleicht mehr über die Zeit direkt nach dem Urknall erfahren. Denn erst 380.000 Jahre nach dem Urknall war das Universum durchlässig für elektromagnetische Strahlung – von Anfang an hingegen konnten wohl Gravitationswellen den Kosmos durchqueren.

Urnebel

Urnebel

 

Einsteins Theorie sieht vor, dass jeder beschleunigte Körper Gravitationswellen aussendet, die umso stärker sind, je mehr Masse der Körper hat, und je schneller er sich bewegt. Diese Signale sind allerdings äußerst schwer zu messen. Die von Danzmann und seinem Team mitentwickelten Anlagen des LIGO-Observatoriums in den USA bestehen jeweils aus zwei vier Kilometer langen, geraden Röhren, die im rechten Winkel zueinander angeordnet sind. Im Inneren vermessen Laser  kontinuierlich die Längen der Röhren. Treffen Gravitationswellen die Anlage, quetschen und dehnen sich die „Arme“ – um unfassbar winzige Längen: Die Änderungen sind tausend Mal kleiner als der Durchmesser eines Atomkerns. Detektoren zeichnen das auf. Weiterhin wird an einem Projekt gearbeitet, das zum Ziel hat, gegen 2030 das Gravitationswellen-Observatorium LISA ins All zu schicken. Es soll Signale empfangen, die Systeme auf der Erde nicht erfassen können.

 

Kohlenstoffatom

Kohlenstoffatom: Hauptmasse im Kern

 

Wasserstoffatom: Kern und Elektron

Wasserstoffatom: Kern und Elektron

 

 

Professor Danzmann

Professor Danzmann

„Hamburger Nobelpreis“ für Schwerkraft-Forscher, (Auszug), Physiker Karsten Danzmann erhält den Körber-Preis für eine Arbeit zum Nachweis von Einsteins Gravitationswellen, #Hamburger Abendblatt, WISSEN, Freitag, 8. September 2017

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