Die Milchstraße als Detektor:
Hintergrund-Gravitationswellen gefunden
Die Erforschung von Gravitationswellen ist noch einmal einen gewaltigen Schritt vorangekommen. Erstmals wurden nicht nur die Schocks einzelner Ereignisse gemessen, auch die niederfrequenten Gravitationswellen im kosmischen Hintergrundrauschen wurden nachgewiesen.
Den Nachweis konnte das Nordamerikanische Nanohertz-Observatorium für Gravitationswellen (NANOGrav) jetzt bestätigen. Es handelt sich um einen historischen Durchbruch, der auf 15 Jahre der Suche zurückgeht. Dabei war lange zweifelhaft, ob die von Albert Einstein in der Theorie hergeleiteten Gravitationswellen überhaupt praktisch gemessen werden können. Das gelang dann erstmals im Jahr 2015 am Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO). Seitdem wurden immer wieder neue Ereignisse auf diese Art detektiert.
Die Gravitation, die entsteht, wenn Massen das Raum-Zeit-Gefüge krümmen, ist die schwächste der bekannten Grundkräfte. Und das sorgt für das Kernproblem bei der Messung von Gravitationswellen: Diese sind extrem schwach. Mit den feinsten Messinstrumenten, die je von der Menschheit entwickelt wurden, konnten Gravitationswellen nachgewiesen werden, die von extremen Ereignissen wie der Kollision zweier Schwarzer Löcher verursacht wurden. Im Grunde erzeugt die Bewegung jeder Masse solche Wellen, die Effekte sind aber ungleich schwächer.
Die von LIGO und vergleichbaren Detektoren gemessenen Ereignisse, die hochfrequente Gravitationswellen mit einiger Energie beobachteten, ließen sich jeweils in Echtzeit beobachten. Als es möglich war, die Herkunftsrichtung zu bestimmen, konnten Teleskope beispielsweise auch den Ereignis-Ort finden, an dem Schwarze Löcher oder Neutronensterne verschmolzenen waren.
Um diese schwachen Gravitationswellen benötigt man einen Detektor, der sich über die gesamte Milchstraße erstreckt. Am NANOGrav konstruierte man sich diesen aus 68 Pulsaren, die in der ganzen Galaxie verstreut sind. Über 15 Jahre wurden deren Eruptionen beobachtet und bis ins kleinste Detail analysiert, um den schwachen Wellen auf die Spur zu kommen.
Siehe auch:
Die Gravitation, die entsteht, wenn Massen das Raum-Zeit-Gefüge krümmen, ist die schwächste der bekannten Grundkräfte. Und das sorgt für das Kernproblem bei der Messung von Gravitationswellen: Diese sind extrem schwach. Mit den feinsten Messinstrumenten, die je von der Menschheit entwickelt wurden, konnten Gravitationswellen nachgewiesen werden, die von extremen Ereignissen wie der Kollision zweier Schwarzer Löcher verursacht wurden. Im Grunde erzeugt die Bewegung jeder Masse solche Wellen, die Effekte sind aber ungleich schwächer.
Die Entdeckung der Hintergrund-Gravitationswellen durch NANOGrav
Die von LIGO und vergleichbaren Detektoren gemessenen Ereignisse, die hochfrequente Gravitationswellen mit einiger Energie beobachteten, ließen sich jeweils in Echtzeit beobachten. Als es möglich war, die Herkunftsrichtung zu bestimmen, konnten Teleskope beispielsweise auch den Ereignis-Ort finden, an dem Schwarze Löcher oder Neutronensterne verschmolzenen waren.
Ein leises Rauschen
Die jetzt gemessenen niederfrequenten (und niederenergetischen) Gravitationswellen lassen sich im Grunde keinem bestimmten Ereignis mehr zuordnen. Verursacht wurden sie vermutlich auch von supermassereichen Schwarzen Löchern, die aber bereits in der Frühphase des Universums zusammenstießen. Was man davon jetzt aufgefangen hat, ist quasi ein Hintergrundrauschen, das das gesamte Raum-Zeit-Gefüge des Universums durchdringt.Um diese schwachen Gravitationswellen benötigt man einen Detektor, der sich über die gesamte Milchstraße erstreckt. Am NANOGrav konstruierte man sich diesen aus 68 Pulsaren, die in der ganzen Galaxie verstreut sind. Über 15 Jahre wurden deren Eruptionen beobachtet und bis ins kleinste Detail analysiert, um den schwachen Wellen auf die Spur zu kommen.
Zusammenfassung
- Niederfrequente Gravitationswellen im Hintergrundrauschen bestätigt.
- Messung von Gravitationswellen durch feinste Messinstrumente möglich.
- Ereignisse können beobachtet und Herkunftsrichtung bestimmt werden.
- Detektor erstreckt sich über die gesamte Milchstraße.
- Schwache Wellen durch das gesamte Raum-Zeit-Gefüge des Universums.
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