Zum zweiten Mal in diesem Jahr - und zum zweiten Mal in der Geschichte - bestätigten Wissenschaftler die Entdeckung von Wellen in der Raum-Zeit-Struktur, die als Gravitationswellen bekannt sind.
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Seit Albert Einstein diese schwer fassbaren Ereignisse in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie vor über einem Jahrhundert vorhergesagt hat, haben Physiker den Himmel untersucht, in der Hoffnung, die von ihm beschriebenen Wellen zu fangen. Mit dieser zweiten Detektion haben Forscher nicht nur ihre Fähigkeit bestätigt, Gravitationswellen zu detektieren, sondern auch gezeigt, dass diese Raum-Zeit-Wellen möglicherweise nicht so selten sind, wie sie einst dachten.
Die Physiker des Advanced Laser Interferometer Gravitational Waves Observatory (LIGO) haben im Februar dieses Jahres Geschichte geschrieben, als sie die ersten bestätigten Gravitationswellen ankündigten. Aber nur wenige Monate zuvor, am 26. Dezember 2015, hat die LIGO-Instrumentierung eine zweite Räumlichkeits-Zeit-Welligkeit aufgezeichnet.
"Wir haben es wieder geschafft", sagt LIGO-Forscher Salvatore Vitale gegenüber Jennifer Chu für MIT News . „Das erste Ereignis war so schön, dass wir es kaum glauben konnten.“ Mit der Bestätigung der zweiten Welle hoffen die Wissenschaftler zunehmend, dass diese Ereignisse eine neue Möglichkeit bieten könnten, die Geheimnisse des Kosmos zu untersuchen.
Das schwache, aber charakteristische „Zwitschern“, das eine Gravitationswelle kennzeichnet, entsteht, wenn zwei supermassive Objekte kollidieren. Während das Gewebe der Raum-Zeit steif ist, können immens schwere Objekte wie Schwarze Löcher es verziehen, berichtet Geoff Brumfiel für NPR . In diesem Fall ändern sich die Abstände zwischen den Objekten, wenn die Wellen vorbeiziehen - ähnlich wie beim Abwerfen eines Steins in einen Teich.
"Es wird länger und kürzer und länger und kürzer, ohne dass wir etwas tun, ohne dass wir etwas fühlen", sagt Gabriela González, Leiterin der wissenschaftlichen Zusammenarbeit von LIGO, gegenüber Brumfiel.
Um die Wellen zu erkennen, haben Wissenschaftler eine Möglichkeit entwickelt, diese unglaublich kleinen Verschiebungen zu erfassen. Wie Liz Kruesi im Februar für Smithsonian.com berichtete:
In jedem L-förmigen LIGO-Observatorium sitzt ein Laser am Treffpunkt zweier senkrechter Röhren. Der Laser durchläuft ein Instrument, das das Licht so aufteilt, dass zwei Strahlen die etwa 4 km langen Röhren entlang wandern. Spiegel an den Enden der Röhren reflektieren das Licht zurück zu seiner Quelle, wo ein Detektor wartet.
Normalerweise landet kein Licht auf dem Detektor. Aber wenn eine Gravitationswelle vorbeizieht, sollte sie sich in einem vorhersagbaren Muster in der Raum-Zeit-Richtung dehnen und zerdrücken und dabei die Länge der Röhren um einen winzigen Betrag verändern - in der Größenordnung eines Tausendstels des Durchmessers eines Protons. Dann fällt etwas Licht auf den Detektor.
Sobald die Forscher die Veränderungen entdeckt haben, können sie die Ursprünge in den Weltraum zurückverfolgen, um die Ursache zu bestimmen. Die jüngsten Wellen gingen von der Kollision zweier riesiger Schwarzer Löcher aus, die etwa 1, 4 Milliarden Lichtjahre entfernt waren, berichtet Maddie Stone für Gizmodo .
"Die Objekte sind ungefähr so weit entfernt, aber weil sie leichter sind, ist es ein viel schwächeres Signal", sagt der MIT-Forscher und LIGO-Leiter David Shoemaker gegenüber Stone. "Wir mussten vorsichtiger nach Flugzeugen, Zündschlägen, seismischen Geräuschen und Menschen suchen, die Hämmer fallen lassen - all die Dinge, die schief gehen könnten."
Nachdem diese möglichen Störungen beseitigt sind, sind die Forscher zuversichtlich, dass dieses zweite Zwitschern wirklich eine Gravitationswelle ist.
"Das ist, als würde Galileo vor 400 Jahren sein Teleskop in den Himmel drehen", sagt David Reitze, Geschäftsführer von LIGO, gegenüber Brumfiel. "Wir betrachten das Universum jetzt auf eine völlig neue Art und Weise und werden neue Dinge lernen, die wir auf keine andere Weise lernen können."
