Gravitationswelle
Gravitationswellen sind Wellen in der Raumzeit, die entstehen, wenn sich Objekte mit Masse bewegen. Sie wurden 1916 von Albert Einstein auf der Grundlage seiner Allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt. Sie wurden erstmals am 14. September 2015 direkt nachgewiesen.
Um Gravitationswellen so stark zu machen, dass sie entdeckt werden können, muss etwas sehr Massives sehr schnell beschleunigt werden. Zu den Quellen nachweisbarer Gravitationswellen gehören Doppelsternsysteme, die aus Weißen Zwergen, Neutronensternen oder Schwarzen Löchern bestehen.
Nachglühen der Neutronenstern-Kollision in NGC 4993
Schwerkraft und Relativitätstheorie
In der Physik sind Gravitationswellen Wellen in der Krümmung der Raumzeit, die von der Quelle nach außen wandern. Albert Einstein hat sie 1916 auf der Grundlage seiner Allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt. In der Theorie transportieren Gravitationswellen Energie als Gravitationsstrahlung.
In der allgemeinen Relativitätstheorie können sich Gravitationswellen nicht schneller als mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. In der Newtonschen Gravitationstheorie, in der sich physikalische Wechselwirkungen mit unendlicher Geschwindigkeit ausbreiten, gibt es sie nicht. Der Nachweis von Gravitationswellen beweist jedoch die letzte Vorhersage der Allgemeinen Relativitätstheorie von Einstein.
1993 wurde der Nobelpreis für Physik für Messungen des Hulse-Taylor-Doppelsternsystems verliehen, die vermuten lassen, dass Gravitationswellen mehr als nur mathematische Anomalien sind.
Kollision von Neutronensternen
Gravitationswellen wurden bei der Kollision und Verschmelzung von zwei Neutronensternen nachgewiesen. Der erste Nachweis erfolgte am 17. August 2017 durch ein Team in Pasadena, Kalifornien.
Das Projekt wird vom LIGO-Laboratorium in Caltech durchgeführt. Der Detektor befindet sich in dem riesigen Waldgebiet von Livingston in Louisiana. Der Detektor besteht aus zwei zweieinhalb Meilen (~4 km) langen, völlig geraden Pipelines im rechten Winkel. In jedem Rohr befindet sich ein Laser, der jede Längenänderung misst. Sobald das Schwerewellenereignis entdeckt wurde, suchten Teleskope nach visuellen Bildern der Ursache. Das VISTA-Teleskop in Chile erhielt das Bild.
Die Verschmelzung fand in einer Galaxie namens NGC 4993 statt. Diese ist etwa 40 Megaparsecs oder 130 Megalichtjahre in Richtung des Sternbildes Hydra entfernt. Zum Vergleich: Die nahe gelegene Andromeda-Galaxie ist nur 2,5 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt.
"Es geschah vor 130 Millionen Jahren - als die Dinosaurier die Erde durchstreiften. Es war so weit weg, dass die Licht- und Gravitationswellen uns gerade erst erreicht haben".
Solche Ereignisse, aber auch Supernovae, sind die Quellen schwererer Elemente wie Gold und Platin.
Fragen und Antworten
F: Was sind Gravitationswellen?
A: Gravitationswellen sind Wellen in der Raumzeit, die durch die Bewegung von Objekten mit Masse entstehen.
F: Wer hat die Existenz von Gravitationswellen vorhergesagt?
A: Albert Einstein sagte die Existenz von Gravitationswellen im Jahr 1916 auf der Grundlage seiner allgemeinen Relativitätstheorie voraus.
F: Wann wurden Gravitationswellen erstmals direkt nachgewiesen?
A: Gravitationswellen wurden erstmals am 14. September 2015 direkt nachgewiesen.
F: Was ist erforderlich, damit Gravitationswellen stark genug sind, um entdeckt zu werden?
A: Etwas sehr Massives muss sehr schnell beschleunigen, damit Gravitationswellen stark genug sind, um entdeckt zu werden.
F: Was sind einige Quellen für nachweisbare Gravitationswellen?
A: Binäre Sternsysteme, die aus Weißen Zwergen, Neutronensternen oder Schwarzen Löchern bestehen, sind Quellen für nachweisbare Gravitationswellen.
F: Können Gravitationswellen mit Teleskopen für sichtbares Licht beobachtet werden?
A: Nein, Gravitationswellen können nicht mit Teleskopen für sichtbares Licht beobachtet werden. Sie erfordern andere Arten von Detektoren und Geräten.
F: Warum ist die Entdeckung von Gravitationswellen so wichtig?
A: Die Entdeckung von Gravitationswellen liefert Beweise für die allgemeine Relativitätstheorie und hat ein neues Gebiet der Astronomie eröffnet, das es uns ermöglicht, das Universum und seine Ursprünge besser zu verstehen.
