Einstein-Experten in Potsdam : Fingerabdrücke kosmischer Katastrophen

In Potsdam treffen sich in dieser Woche Experten zur Modellierung von Gravitationswellen. Sie wollen die Datenauswertung präzisieren.

Führende Rolle. Alessandra Buonanno vom Albert Einstein Institut.
Führende Rolle. Alessandra Buonanno vom Albert Einstein Institut.Foto: Andreas Klaer

Potsdam - Experten treffen sich in diesen Tagen am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut/AEI) in Potsdam, um über Gravitationswellenastronomie im Weltraum zu diskutieren. Sie wollen bei dem Treffen vom 13. bis 15. Mai  die Modellierung eines breiten Spektrums von Gravitationswellenquellen koordinieren, die das geplante Weltraumobservatorium „Lisa“ (Laserinterferometer Space Antenna) beobachten wird. Die AEI-Abteilung Astrophysikalische und Kosmologische Relativitätstheorie unter der Leitung von Professorin Alessandra Buonanno spielt eine führende Rolle im Lisa-Konsortium und ist Gastgeberin des Treffens. Für ihre Arbeit zur ersten Messung einer Gravitationswelle hatte Buonanno 2018 den Leibniz-Preis erhalten.

Gravitationswellen entstehen, wenn zwei sehr massereiche Objekte einander eng umkreisen und dann kollidieren, beispielsweise zwei Schwarze Löcher. Dann jagen die Wellen mit Lichtgeschwindigkeit in alle Richtungen durch das Weltall. Die Aufzeichnung und Analyse dieser von Albert Einstein theoretisch postulierten Welle kann der Forschung mehr über die Kollision der kosmischen Objekte und die Geschichte des gesamten Universums verraten.

Eine Reihe von Meilensteinen

Die Mission „Lisa“ soll 2034 als Mission der Europäischen Weltraumorganisation ESA ins All starten (PNN berichteten). „Das Lisa-Projekt entwickelt sich rasant, in den kommenden Jahren gilt es eine Reihe von Meilensteinen zu erreichen“, erklärt Buonanno. Bis dahin müssen sowohl die Instrumente als auch die Datenanalyse ausreichend weit entwickelt sein. Wissenschaftler aus aller Welt arbeiten daher momentan mit Hochdruck daran, die erforderlichen theoretischen Werkzeuge sowie die Hard- und Software zu entwickeln, so Buonanno.

Gigantische kosmische Ereignisse

Die Forscher des AEI Potsdam sind darauf spezialisiert, Wellenformen für Signale zu berechnen, die von verschiedenen Gravitationswellenquellen – etwa kollidierende massereiche schwarze Löcher – erzeugt werden. Auch der Sturz eines schwarzen Lochs oder eines Neutronensterns in ein extrem massereiches schwarzes Loch gilt als Auslöser. „Diese kosmischen Ereignisse hinterlassen Fingerabdrücke in Form von Gravitationswellen“, so Buonanno. „Unser Hauptziel ist es, die zu erwartende Wellenform sehr genau zu berechnen, also die erwarteten Fingerabdrücke genau zu modellieren.“ 

Je präziser die Wellenform beschrieben wird, desto mehr können die Forscher später aus den in Zukunft gemessenen Daten des Lisa-Observatoriums über die Quelle der Gravitationswellen lernen.