Blick in einen Teil des LIGO-Detektors. Abb.: Caltech/MIT LIGO Laboratory und LIGO Scientific Collaboration
Schwerkraft-Ohr horcht nach Widerhall Schwarzer Löcher
Hanford/Potsdam, 18. Mai 2015. Amerikanische und deutsche Forscher wollen morgen den bisher feinsten Schwerkraft-Detektor in Hanford nahe Washington offiziell einschalten – und hoffen, mit diesem „aLigo“ erstmals die legendären Gravitationswellen überhaupt nachweisen zu können. Dies würde eine wichtige Voraussage von Albert Einstein bestätigen und könnte ganz neue astronomische Beobachtungen kosmischer Katastrophen ermöglichen.
Deutsche Forscher steuern Laser und Supercomputer „Atlas“ bei
Für das aufwendige Ohr ins All Anlage haben Forscher des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut = AEI) in Hannover und Potsdam wichtige Beiträge geleistet, darunter die hochempfindlichen Laser. Außerdem haben sie Programme geschrieben, durch die ihr Atlas-Supercomputer die schwer nachweisbaren Gravitationswellen im komplexen aLigo-Datenwust überhaupt erst entdecken soll. Entwickelt wurden diese Technologien ursprünglich für den deutschen Gravitationswellen-Detektor „GEO600“, dem der Nachweis dieser Wellen aber nicht gelungen war – daher ist nun der empfindlichere „aLigo“ in den USA am Zuge.
Beim Verschmelzen von schwarzen Löchern werden starke Gravitationswellen abgestrahlt. Diese sollen mit aLigo eingefangen werden. Abb.: UMD/AEI/Milde Marketing/ESO/NASA
Einstein: Auch Raumzeit pflanzt sich nur mit Lichttempo durchs All
Der Hintergrund der Suche ist eher enttäuschend für Trekkies und andere Raumfahrt-Fans. Bisher nämlich hat sich Albert Einsteins Postulat, dass sich nichts im Universum schneller fortbewegt als das Licht, immer wieder bestätigt – womit die Konstruktion eines überlichtschnellen Raumschiffs „Enterprise“ auch in ferner Zukunft recht unwahrscheinlich ist. Eine Vorhersage des Relativitätstheorie-Begründers konnte allerdings bisher noch nicht direkt bestätigt werden: die Gravitationswellen. Herr Einstein ging davon aus, dass sich eben auch Schwerkraft-Verschiebungen im All, also letztlich Veränderungen in der Raumzeit, nicht sofort im ganzen Universum auswirken, sondern ebenfalls „nur“ mit Lichtgeschwindigkeit durch die bisher hypothetischen Gravitationswellen übertragen werden.
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Laserstrahl-Verschiebungen sollen Schwerkraftwellen nachweisen
Allerdings sind diese Wellen, die letztlich zur Verschiebung ferner Objekte führen, laut Theorie nur schwer messbar: Selbst gewaltige kosmische Ereignisse wie die der Zusammenstoß zweier Schwarzer Löcher würde die Raumzeit auf einer einen Kilometer langen Messstrecke auf der Erde nur um den Tausendstel Durchmesser eines Protons, also wenige Billiardstel Meter, verzerren.
Die Gravitationswellenforscher schicken daher in ihren Detektoren, dei nach dem Prinzip des Michelson-Interferometers konstruiert sind, über sehr weite Distanzen in einem rechten Winkel Laserstrahlen hin und her. Sie hoffen, dass die Gravitationswellen die Lichtwellen dabei so verschieben, dass Überlagerungsmuster (Interferenzen) sichtbar werden. Eben dies soll der „aLigo“ nun schaffen. Die Forscher rechnen damit, dass der neue Detektor ab Ende 2015 mehrere Gravitationswellen pro Jahr nachweisen kann.
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