Was sind Gravitationswellen?

Gravitationswellen sind Verzerrungen im Raumzeitkontinuum, die von extrem massereichen Objekten erzeugt werden. Sie sind vergleichbar mit den Wellen, die sich auf der Oberfläche eines Sees ausbreiten, wenn ein Stein hineingeworfen wird. Aber während diese Wellen nur auf der Wasseroberfläche sichtbar sind, sind Gravitationswellen weitreichender und transportieren Informationen über kosmische Ereignisse wie den Zusammenbruch von Sternen oder die Verschmelzung von Schwarzen Löchern.

Wie funktioniert LIGO?

LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) besteht aus zwei L-förmigen Detektoren, die in Hanford, Washington und Livingston, Louisiana stehen. Jeder Detektor ist etwa vier Kilometer lang und besteht aus einem Vakuumtunnel, in dem ein Laserstrahl zwischen Spiegeln hin und her reflektiert wird. Wenn eine Gravitationswelle durch den Detektor geht, wird der Abstand zwischen den Spiegeln leicht verändert, was zu einem winzigen Versatz des Laserstrahls führt. Dieser wird von einem empfindlichen Messsystem erfasst und in ein Signal umgewandelt, das von Wissenschaftlern analysiert werden kann.

Die Entdeckung der Gravitationswellen

Am 14. September 2015 wurden von beiden LIGO-Detektoren unabhängig voneinander Signale von Gravitationswellen erfasst. Diese wurden von der Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher erzeugt, die etwa 1,3 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt waren. Die Wellen wurden von den Detektoren mit einer zeitlichen Verzögerung von 7 Millisekunden erfasst, was aufgrund der Entfernung der Ereignisstelle eine ausreichend genaue Zeitbestimmung ermöglichte.

Beispiel für die Bedeutung der Entdeckung

Die Entdeckung von Gravitationswellen ist ein wichtiger Schritt für die Astronomie, da sie uns eine völlig neue Möglichkeit bietet, das Universum zu erforschen. Durch die Analyse von Gravitationswellen können wir in Zukunft beispielsweise Schwarze Löcher und Neutronensterne studieren, die bisher nur schwer zugänglich waren. Darüber hinaus können Gravitationswellen auch helfen, fundamentalen Fragen der Physik auf den Grund zu gehen, wie zum Beispiel der Natur der Dunklen Materie und Energie.