Gravitationswellen sind Wellen in der Krümmung der Raumzeit, die sich durch den Raum ausbreiten.
Sie sind Transversalwellen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten und von heftigen Kollisionen im Universum ausgestrahlt werden.
In der Praxis ist es äußerst schwierig, das Vorhandensein von Gravitationswellen direkt nachzuweisen, da die Dehnung und Kompression der Raumzeit sehr gering ist.
Die ursprünglichen Gravitationswellen sind diejenigen, die zur Entstehung des Universums führten, wie in der Urknalltheorie erklärt.
Fusion zweier Schwarzer Löcher und Ausbreitung von Gravitationswellen
Gravitationswellen und Einstein
War Albert Einstein (1879-1955), der die Existenz von Gravitationswellen in der Allgemeinen Relativitätstheorie vorschlug.
1915 war Einstein zu dem Schluss gekommen, dass die Schwere es war eine Deformation der Raumzeit.
Der Physiker entwickelte die theoretischen Grundlagen, konnte aber die Existenz von Gravitationswellen nicht beweisen. Nur 100 Jahre später feierte die wissenschaftliche Gemeinschaft das Einfangen von Wellen.
2017 Nobelpreis für Physik
Am 3. Oktober 2017 wurde den Forschern Rainer Weiss (MIT), Barry Barish und Kip Thorne (Caltech) der Nobelpreis für Physik verliehen. Im September 2015 entdeckten sie erstmals Gravitationswellen.
Es war die Anerkennung einer Arbeit, die Ende der sechziger Jahre begann.
Wissenschaftler glauben, dass das Einfangen von Gravitationswellen es uns ermöglichen wird, das Universum auf eine neue Weise zu beobachten und ein umfassenderes Verständnis der Welt um uns herum zu ermöglichen.
Rainer Weiss, Kip Thorne und Barry Barish, Nobelpreisträger 2017 für Physik
Wellenerkennung im Jahr 2015
Am 14. September 2015 um genau 06:50:45 (Brasilia-Zeit) wurden erstmals Gravitationswellen in den USA nachgewiesen.
Wie ist es passiert?
Sie entstanden aus dem Schock von Schwarze Löcher mit 36 und 29 Sonnenmassen (36 Msol bzw. 29 Msol) und trat in einer Entfernung von 1,3 Milliarden Lichtjahren auf.
Wenn sie Energie verlieren, kommen Schwarze Löcher näher, wodurch sie sich schneller drehen.
Diese kontinuierliche Bewegung umeinander führt dazu, dass sie kollidieren, was zu Gravitationswellen führt.
Die Ankündigung der Wellenerkennung erfolgte nur wenige Monate später, im Februar 2016, durch David Reitze, Projektleiter.
Im selben Jahr, im Juni 2016, wurden erneut Gravitationswellen nachgewiesen.
Diesmal hatten die Schwarzen Löcher die 14- bzw. 8-fache Masse der Sonne (14 Msol und 8 Msol) und traten in einer Entfernung von 1,4 Milliarden. auf Lichtjahre.
Hören Sie hier den Klang der Gravitationswellen:
LIGO - Gravitationswellen-Observatorium
Der Beweis wurde durch das Ligo-Detektorprojekt ermöglicht - Laser-Interferometer-Gravitationswellen-Observatorium (Observatorium für Gravitationswellen durch Laserinterferometrie).
Im Rahmen des Projekts wurden in den USA zwei Interferometer im Abstand von etwa 3000 Kilometern gebaut: eines in Livingston, Louisiana, und das andere in Hanford, Washington.
Das System besteht aus zwei senkrechten Armen von 4 Kilometern Länge. Es verfügt auch über Geräte, die Geräusche von verschiedenen Wellenquellen, wie beispielsweise Erdbeben, eliminieren.
Das Interferometer besteht aus einer Lichtquelle (Laser), einem Spiegel am Ende jedes Arms, einem Spiegel, der den Lichtstrahl in zwei Teile teilt, und einem Photodetektor.
Der Betrieb von LIGO geht auf das Jahr 2002 zurück. Zwischen 2010 und 2015 wurde sein Betrieb wegen eines Aktualisierungsprozesses unterbrochen, der in Anbetracht der großen wissenschaftlichen Leistung in diesem Jahr funktioniert zu haben scheint.
LIGO - Detektor in Livingston, Louisiana
Detektoren auf der ganzen Welt
Zusätzlich zu den bestehenden Detektoren in den Vereinigten Staaten gibt es ein Dutzend weitere in 9 Ländern.
In Brasilien haben wir den Mário Schenberg Gravitational Wave Detector vom USP Physics Institute. Der Baubeginn geht auf das Jahr 2000 zurück und ist das Ergebnis eines Projekts namens Graviton.
Das Projekt hat Forscher des INPE (Nationales Institut für Weltraumforschung), von Cefetsp (Bundeszentrum für Technologische Ausbildung von São Paulo), vom ITA (Technological Institute of Aeronautics) und Uniban (Universität Bandeirante).
Zeitreise
Der Beweis von Wellen war ohne Zweifel ein einzigartiger Moment für Wissenschaftler dieses Jahrhunderts. Dies öffnete den Weg für neue Studien der Gravitationsastronomie.
Vielleicht kann dieser Beweis eine Zeitreise ermöglichen, wie im Film "Zurück in die Zukunft".
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