RT Exklusiv: Russische Forscher ermöglichten Entdeckung der kosmischen Gravitationswellen

Illustration eines supermassereichen Schwarzen Lochs mit millionen- bis milliarden-mal mehr Masse als unsere Sonne in der Mitte, umgeben von Materie, die in das schwarze Loch fließt. Supermassereiche Schwarze Löcher sind extrem dichte Objekte in der Mitte von Galaxien.
Illustration eines supermassereichen Schwarzen Lochs mit millionen- bis milliarden-mal mehr Masse als unsere Sonne in der Mitte, umgeben von Materie, die in das schwarze Loch fließt. Supermassereiche Schwarze Löcher sind extrem dichte Objekte in der Mitte von Galaxien.
Die bahnbrechende Entdeckung der Gravitationswellen war das Ergebnis einer jahrzehntelangen internationalen Anstrengung. Dank der Arbeit von russischen Wissenschaftlern konnten schließlich die winzigen Wellen von anderen Geräuschen getrennt werden. RT sprach mit den beteiligten Forschern.

Die "sehr schwachen Raumzeit-Zuckungen", die mit Lichtgeschwindigkeit durch das Universum reisen, wurden durch das 'Laser Interferometer Gravitationswellen Observatorium' (LIGO) in den USA gefunden. Das System besteht aus zwei identischen Detektoren, die entwickelt wurden, um kleine Schwingungen von Gravitationswellen zu finden. Ein Team von rund tausend Wissenschaftlern aus der ganzen Welt arbeiten für das Observatorium, das als "das genaueste Messgerät, das jemals gebaut wurde" beschrieben wird, und es waren die russischen Forscher, die zum Präzisions-Mechanismus des Systems beigetragen haben.

Das russische Team, unter der Leitung von Wissenschaftler Wladimir Braginsky, begann die Arbeit an der sehr komplizierten technischen Anlage, die später als LIGO bekannt wurde, im Jahr 1992. Dies wurde auf einer Pressekonferenz in Moskau bekanntgegeben, die am Donnerstag gleichzeitig mit Washingtons Verkündung durch die National Science Foundation stattfand, die LIGO finanziert.

"Wir arbeiten schon seit 1992 und schließlich hat das Universum uns solch ein Geschenk gegeben," sagte die Gruppe freudig aufgeregter Wissenschaftler. Das Gravitationswellen-Signal wurde am 14. September 2015 aufgenommen, als zwei kollidierende schwarze Löcher, jeweils etwa 30-mal so schwer wie unsere Sonne, zusammen kamen und verschmolzen.

Autor: NASA

Es ist das erste Mal, dass die Kollision Schwarzer Löcher nicht nur theoretisch bewiesen, sondern "experimentell auf Erden bezeugt" wurde, sagten die russischen Forscher. Sie fügten hinzu, dass solche Beobachtungen auf unserem Planeten, der Millionen Lichtjahre von der Kollision entfernt ist, nur registriert werden können, wenn eine "kosmologische Katastrophe mit einer riesigen Energie-Freisetzung" auftritt.

Aber selbst dann: die Gravitationswellen sind extrem klein, sie ändern die Entfernung von 4 Kilometern zwischen die Detektoren nur um 10^(-19) Meter – und "das ist das Hauptproblem" sagten die Wissenschaftler. Methoden zur Ermittlung von solchen geringfügigen Änderungen in der Entfernungen wurden in den 1990er Jahren von russischen Forschern vorgeschlagen.

Nachdem die Registrierung der Wellen, die möglicherweise durch Gravitation entstanden sein könnten, geschafft war, wurden die Wissenschaftler mit einer neuen Herausforderung konfrontiert: die Geräuschquellen in den Detektoren so zu reduzieren, dass die Gravitationswellen herausgelesen werden konnten.

"Alles verursacht Lärm: ein vorbeifahrendes Auto, ein Flugzeug im Himmel oder auch kleine Bewegungen der Erdkruste. Ein Signal inmitten all diesen Lärms zu erkennen, ist äußerst schwierig, obwohl es natürlich Methoden dafür gibt, sowohl mathematische als auch technologische – und es kostet eine Menge Geld", sagte Dr. Pavel Ivanov, Doktor der physikalischen und mathematischen Wissenschaften, gegenüber RT.

Das Periodensystem muss um diese vier Elemente ergänzt werden.

Wladimir Braginsky, einer der Pioniere der Gravitationswellen-Forschung, und sein Team von jungen und enthusiastischen Physikern an der Moskauer Staatsuniversität arbeiteten an Teilen des LIGO und besonders an seinen Sensorelementen. Braginsky selbst versuchte schon in den 1970er Jahren Detektoren für Gravitationswellen zu bauen.

"In den frühen 1990er Jahren begannen wir, ein Quarz-Pendel zu bauen, mit dem Ziel, die Zeit seiner Amplitudenverluste zu reduzieren und thermische Geräusche zu minimieren", sagte das Mitglied der Russischen Akademie der Wissenschaften Valery Mitrofanov, der die Moskauer Gruppe von Wissenschaftlern in Zusammenarbeit mit LIGO leitet. Physiker der Moskauer Staatsuniversität haben auch bewiesen, dass geschmolzenes Quarz besser als Saphir die Geräusche verringert, und somit eine neue Klasse von Materialien für die Detektoren entdeckt, fügte Mitrofanov hinzu.

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