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Forscher: Gravitationswellendetektor LIGO liefert erste Ergebnisse

Astronomie|Physik Technik|Digitales

Forscher: Gravitationswellendetektor LIGO liefert erste Ergebnisse
Amerikanische Wissenschaftler haben auf dem April-Treffen der Amerikanischen Physikalischen Gesellschaft in Philadelphia erste Ergebnisse eines wissenschaftlichen Probelaufs des Gravitationswellendetektors LIGO der Öffentlichkeit vorgestellt. Der Detektor hatte im September 2002 für ganze siebzehn Tage nach Gravitationswellen aus den Tiefen des Alls gesucht. Obwohl in dieser Zeit keine Gravitationswellen nachgewiesen wurden, konnten die Forscher durch das negative Resultat Obergrenzen für die Anzahl der pro Jahr innerhalb der Milchstraße erzeugten Gravitationswellen bestimmen.

Die in den US-Bundesstaaten Washington und Louisiana aufgebauten LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) – Detektoren bestehen aus jeweils zwei vier Kilometer langen Röhren, die einen rechten Winkel miteinander bilden. Die Enden der Röhren sind verspiegelt, so dass Laserstrahlen darin hin- und hergeschickt werden können. In den Knotenpunkten der Röhren überlagern sich die Strahlen, so dass sie ein Interferenzwellenmuster ausbilden.

Wenn nun eine Gravitationswelle aus dem All auf dieses Röhrensystem trifft, so sollte sich der Allgemeinen Relativitätstheorie zu Folge einer der beiden Arme ausdehnen, während sich der andere, zu dem ersten senkrecht verlaufende Arm zusammenzieht. Dadurch verändert sich das Interferenzmuster, und somit sollten sich Gravitationswellen im Prinzip nachweisen lassen.

Die auftretenden Längenänderungen der Röhren sind allerdings extrem gering ? weniger als ein Attometer, eine Dezimalzahl mit 17 Nullen nach dem Komma. Zudem ist unklar, wie oft Gravitationswellen im Weltall erzeugt werden.

Da LIGO während des Probelaufs keine derartigen Wellen aufgespürt hat, konnten die Forscher obere Grenzen für Gravitationswellen auslösende Prozesse berechnen. Dazu gehören unter anderem Supernova-Ausbrüche, verschmelzende Sterne, periodische Systeme wie etwa asymmetrische Pulsare sowie der Urknall selbst. Alle diese Prozesse senden Gravitationswellen mit einer unterschiedlichen Energie aus, so dass deren Häufigkeit nun dank LIGO abgeschätzt werden kann. Verschmelzende Sterne etwa sollten nicht häufiger als 164 mal pro Jahr in der Milchstraße Gravitationswellen verursachen.

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Während die Wissenschaftler in Philadelphia ihre Ergebnisse vorstellten, sammelte LIGO schon wieder fleißig Daten ? diesmal allerdings mit einer um das Zehnfache gesteigerten Genauigkeit. LIGO kann daher nun nicht nur nach Gravitationswellen aus der Milchstraße, sondern auch aus der benachbarten Andromeda-Galaxie suchen.

Stefan Maier
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