Jeremy Darling von der University of Colorado in Boulder schlägt einen originellen Ansatz zur Messung des Gravitationswellenhintergrunds vor. Diese kosmischen Schwingungen, die insbesondere durch Kollisionen supermassereicher Schwarzer Löcher entstehen, verändern subtil die scheinbare Position von Quasaren am Himmel, den hellsten Objekten im Universum.
Darstellung von Gravitationswellen, die durch zwei Schwarze Löcher in enger Umlaufbahn kurz vor ihrer Kollision (genauer gesagt, Verschmelzung) erzeugt werden.
Darlings Forschung, veröffentlicht in
The Astrophysical Journal Letters, könnte die Geheimnisse der Schwerkraft beleuchten. Durch die Analyse der Bewegungen von Quasaren hofft er, Gravitationswellen in drei Dimensionen zu detektieren, ohne den Bau teurer Detektoren zu benötigen – eine Premiere in diesem Bereich.
Die Untersuchung von Himmelsbewegungen, oder Astrometrie, ist eine Herausforderung der Präzision. Quasare, die Millionen von Lichtjahren entfernt sind, erfordern Messungen von ungeahnter Genauigkeit, um ihre scheinbare Schwingung zu erkennen.
Die Gaia-Mission der Europäischen Weltraumorganisation liefert entscheidende Daten für diese Forschung. Mit Beobachtungen von Millionen von Quasaren hofft Darling, das Signal der Gravitationswellen von der Eigenbewegung der Erde zu isolieren.
Die zukünftigen Gaia-Daten, die für 2026 erwartet werden, könnten diese verborgenen Signale enthüllen. Dieser Fortschritt würde es ermöglichen, die grundlegenden Gesetze der Schwerkraft zu testen.
Wie verformen Gravitationswellen die Raumzeit?
Gravitationswellen sind Kräuselungen der Raumzeit, die durch gewalttätige kosmische Ereignisse wie die Kollision von Schwarzen Löchern verursacht werden. Sie breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus und verzerren vorübergehend die Entfernung zwischen den Objekten, die sie durchqueren.
Diese Verformung ist extrem gering, oft in der Größenordnung eines Bruchteils der Größe eines Atoms über Entfernungen von mehreren Kilometern. Deshalb erfordert ihre Detektion Instrumente von unübertroffener Präzision, wie Laserinterferometer.
Gravitationswellen bieten eine neue Möglichkeit, das Universum zu beobachten, und ergänzen die traditionellen, auf Licht basierenden Methoden. Sie ermöglichen die Untersuchung von Phänomenen, die sonst unsichtbar wären, wie Schwarze Löcher kurz vor ihrer Kollision.
Die Entdeckung der Gravitationswellen im Jahr 2015 hat eine neue Ära in der Astronomie eingeläutet. Seitdem haben mehrere Nachweise ihre Existenz und ihr Potenzial zur Erforschung der Geheimnisse des Universums bestätigt.
Quelle: The Astrophysical Journal Letters