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Geräusche aus den dunklen Ecken des Universums

25. Oktober, 18 Uhr: Physikprofessor Karsten Danzmann hält eine Einstein-Lecture zur Vermessung von Gravitationswellen / Anmeldung bis 18. Oktober

06.10.2016

Unsichtbare Kräfte sichtbar gemacht: Eine numerische Simulation zeigt die Gravitationsfelder um zwei verschmelzende Schwarze Löcher und die entstehenden Gravitationswellen.

Unsichtbare Kräfte sichtbar gemacht: Eine numerische Simulation zeigt die Gravitationsfelder um zwei verschmelzende Schwarze Löcher und die entstehenden Gravitationswellen.
Bildquelle: S. Ossokine, A. Buonanno (Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik), Simulating eXtreme Spacetime Projekt, W. Benger (Airborne Hydro Mapping GmbH)

Erschütterung im Raum: Gravitationswellen bei der Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher

Erschütterung im Raum: Gravitationswellen bei der Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher
Bildquelle: S. Ossokine, A. Buonanno (Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik), Simulating eXtreme Spacetime Projekt, D. Steinhauser (Airborne Hydro Mapping GmbH)

Prof. Dr. Karsten Danzmann

Prof. Dr. Karsten Danzmann
Bildquelle: F. Vinken (MPG)

Im vergangenen Jahr kam der Beweis: Gravitationswellen, die Albert Einstein schon im Rahmen seiner Relativitätstheorie vorhergesagt hatte, gibt es tatsächlich. Diese Wellen jetzt messen zu können, ist etwa so, als hätte man einen neuen Sinn entdeckt: Astronomen erhalten dadurch Zugang zu den Ecken des Universums, in die kein Licht fällt. Karsten Danzmann, Direktor am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik und Professor an der Leibniz-Universität Hannover, hat die hochkomplexen Messgeräte mitentwickelt. Am 25. Oktober hält er die 16. Einstein Lecture an der Freien Universität mit dem Titel: „Einsteins Gravitationswellen: Wir hören Töne aus dem dunklen Universum!“. Campus.leben sprach im Vorfeld der Einstein Lecture mit dem Physiker.

Herr Professor Danzmann, was können uns Gravitationswellen über das Universum verraten?

Mehr als 99 Prozent des Universums sind dunkel und werden nie mit elektromagnetischen Wellen beobachtet werden können. Mit Gravitationswellen sind wir zum ersten Mal in der Lage, das Universum zu hören und damit die dunkle Seite zu erfassen. Schon die ersten Signale stammten von Quellen, mit denen keiner gerechnet hatte: Von verschmelzenden Schwarzen Löchern, die außergewöhnlich schwer waren. Die Masse der beiden Schwarzen Löcher betrug jeweils das 29- bis 36-fache unserer Sonne. Niemand hätte gedacht, dass solch schwere Löcher überhaupt entstehen können. Wer weiß, was da noch alles auf uns wartet.

Seit wann wussten Sie, dass die Messung von Gravitationswellen möglich sein würde?

1989 habe ich mich entschieden, die Gravitationswellengruppe der Max-Planck-Gesellschaft zu übernehmen. Schon damals wussten wir, dass es uns irgendwann gelingen würde, die Gravitationswellen aufzuspüren. Völlig unklar war aber, wie lange es dauern würde. Letztendlich brauchten wir dann noch 26 Jahre. Das ist länger, als ich damals gehofft, aber schneller, als ich in den vergangenen Jahren angenommen hatte.

Sie waren maßgeblich an der Entwicklung der Messinstrumente beteiligt. Wie kann man Gravitationswellen „hören“?

Genauso wie Schall die Luft quetscht und dehnt, quetschen und dehnen Gravitationswellen den Raum – aber nur minimal. Diese Längenveränderungen betragen nur den Bruchteil eines Protonendurchmessers. Darum muss man sie mit hochempfindlichen Laserinterferometern messen. Das sind riesige Messgeräte, von denen mehrere in der Welt gebaut wurden. Darin wird ein Laserstrahl zweigeteilt; die geteilten Strahlen durchlaufen zwei senkrecht zueinanderstehende luftleere Röhren, werden zurückreflektiert und treffen sich wieder.

Die Distanz, die die Strahlen zurücklegen, ist so abgemessen, dass sich die Strahlen unter normalen Umständen gegenseitig auslöschen: An dem Ort, an dem sie zusammentreffen, ist ein Strahl auf dem Wellenberg und der andere im Wellental, das Ergebnis ist dunkel. Wenn aber eine Gravitationswelle vorbeikommt, kommt das Licht außer Takt. Da ein Interferometerarm etwas gequetscht, der andere etwas gedehnt wird, ändern sich die Lichtlaufzeiten und es erscheint ein schwacher Schimmer. So können Längenänderungen extrem genau gemessen werden.

Was bedeutet diese Entdeckung für Sie persönlich?

Ich bin sehr glücklich und zufrieden, dass wir jetzt ein neues Sinnesorgan besitzen, um das Universum endlich auch zu hören. Dies ist nicht das Ende einer langen Entwicklung, sondern der Anfang einer neuen Astronomie.

Die Fragen stellte Jonas Huggins.

Weitere Informationen

Zeit und Ort:

  • Dienstag, 25. Oktober 2016, 18.00 Uhr s.t. - Die Veranstaltung ist bereits ausgebuch, eine Anmeldung leider nicht mehr möglich.
  • Henry-Ford-Bau der Freien Universität Berlin, Garystr. 35, 14195 Berlin. U-Bhf Thielplatz (U3)