Interview: Gravitationswellenastronomie

"Die Messungen sind wie ein Wunder"

| Redakteur: Dr. Anna-Lena Gutberlet

Computersimulation zweier kollidierender Schwarzer Löcher basierend auf der LIGO-Messung von 2015.
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Computersimulation zweier kollidierender Schwarzer Löcher basierend auf der LIGO-Messung von 2015. (Bild: SXS, the Simulating eXtreme Spacetime project http://www.black-holes.org)

Vor über hundert Jahren wurden sie postuliert, über fünfzig Jahre lang wurden sie gesucht und wie durch ein Wunder wurden sie kürzlich experimentell nachgewiesen: Gravitationswellen. Ein Interview mit Prof. Dr. Ewald Müller über das Intergalaktische Signal, welches wir fast verpasst hätten.

Prof. Dr. Ewald Müller vom Max-Plack-Institut für Astrophysik spricht mit der ELEKTRONIKPRAXIS über Gravitationswellen und deren Bedeutung für die Menschheit.

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Prof. Dr. Ewald Müller

Gravitationswellen sind seit ihrem experimentellen Nachweis in aller Munde. Seit wann beschäftigen Sie sich schon mit dem Thema?

Ich beschäftige mich schon seit 1982 mit Gravitationswellen. Damals habe ich im Rahmen meiner Doktorarbeit Supernova-Simulationen gemacht. Das waren im Wesentlichen nur Simulationen vom Kollaps des Zentralgebiets massereicher Sterne. Dabei habe ich mir Sterne angeschaut, die schnell rotierten – wie ist die Dynamik und wie verändert sich die Explosionsdynamik. In Chicago kam ich mit einem Kollegen, Mike Turner, in Kontakt. Er schaute sich die Daten an und sagte: „Diese Modelle machen Gravitationswellen.“ Gravitationswellen (GW) waren mir ein Begriff, aber ich hatte nicht daran gedacht.

Auch bei uns Max-Planck-Institut für Astrophysik gab es damals eine Gruppe, die Gravitationswellendetektoren entwickelt hat. Das war die Gruppe von Prof. Billing. Zuerst arbeiteten sie mit kleinen tischartigen Geräten, dann entwickelten sie die ersten Interferometer mit einer Armlänge von 30 Meter, die hier auf dem Gelände aufgebaut waren.

Die Gruppe wurde später ins Max-Planck-Institut für Quantenoptik ausgelagert. Später hat das zusammen mit anderen Forschungseinrichtungen zur Installation von GEO600 in der Nähe von Hannover geführt. GEO600 ist nicht so sensitiv wie die großen Detektoren, aber viele Entwicklungen für GEO600 wurden in den LIGO-Detektoren in den USA verwendet.

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GEO600

Gab es weitere Forschungsaktivitäten in Deutschland?

Ja, aufgrund dieser Aktivitäten wurde 2003 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft ein Sonderforschungsbereich gegründet. Dieser hieß „Gravitationswellenastronomie“ und lief zwölf Jahre. Hier wurden die verschiedensten Aspekte untersucht: die Simulation von verschmelzenden Objekten (Schwarze Löcher oder Neutronensterne), die Explosion von Sternen, die Entwicklung von Detektoren, die Verbesserung der Sensitivität oder die Entwicklung neuer Technologien.

Am Ende des Forschungsprojekts waren Modelle und Theorien gut entwickelt, man war so weit, dass man etwas messen könnte – und dann hat es nur noch ein Jahr bis zur ersten Messung von Gravitationswellen gedauert!

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SFB Gravitationswellenastronomie

Können Sie in einfachen Worten erklären, was Gravitationswellen sind?

Das ist nicht so einfach. Um sie richtig zu verstehen, benötigt man viel Mathematik. Aber ich versuche es anhand einer Analogie:

Die meisten kennen elektromagnetische Wellen, z.B. Radiowellen, Mikrowellen, Licht oder Röntgenstrahlen. Diese Wellen werden durch elektrische Ladungen erzeugt, die sich beschleunigt, also mit veränderlicher Geschwindigkeit bewegen. Diese Wellen breiten sich im Raum aus. Analog dazu sind die Gravitationswellen: Diese entstehen durch beschleunigte Massen. Aber es sind keine Wellen die sich im Raum ausbreiten, sondern Störungen der Raum-Zeit, die sich ausbreiten.

Für die Entstehung von messbaren Gravitationswellen, werden riesige Massen und hohe Geschwindigkeiten benötigt. Ein Beispiel dafür sind zwei umeinander kreisende Schwarze Löcher. Je näher sie sich kommen, desto schneller werden sie. Wenn sie kurz vor der Verschmelzung sind, umkreisen sie sich fast mit Lichtgeschwindigkeit. Je größer die Massen und Geschwindigkeiten sind, desto größer ist das Signal.

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Raum-Zeit-Kontinuum

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Na das ist ja wie mit Appel und Microsoft... Ja die Menschheit ist verdammt zu kollabieren....  lesen
posted am 23.03.2017 um 12:58 von Unregistriert


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