Wissenschaftler entdecken eine weitere Runde von Gravitationswellen

Die Welt war verblüfft, als Wissenschaftler des Laser-Interferometer-Gravitationswellen-Observatoriums (LIGO) im Februar verkündeten, sie hätten Gravitationswellen entdeckt und damit eine jahrhundertealte Untersuchung gelöst, die mit Albert Einstein begann.

Halten Sie sich an den Hintern - die LIGO-Superstars haben es wieder geschafft. Nur wenige Monate, nachdem die ersten Gravitationswellensignale gemessen wurden, gelang es LIGOs Instrumenten, die Gravitationswellen ein zweites Mal zu erfassen - wiederum als Folge eines Paares von schwarzen Löchern, das in der vergangenen Weihnachtszeit ineinander gestoßen war. Die Ergebnisse werden in der neuesten Ausgabe von veröffentlicht Physische Übersichtsbriefe.

Auf einer Pressekonferenz der American Astronomical Society in San Diego lobte Gabriela González, Sprecherin der wissenschaftlichen Zusammenarbeit von LIGO (LSC), die Fähigkeit der Detektoren von LIGO, die noch nicht voll ausgelastet sind schwache Signale. "Trotz dieser winzigen Größe haben diese LIGO-Instrumente auf der Erde diese Gravitationswellen sehr deutlich erkannt", sagte sie. "Damit können wir Ihnen jetzt sagen, die Ära der Gravitationswellen-Astronomie hat gerade erst begonnen."

Andere LIGO-Wissenschaftler bekräftigten Gonzàlez 'Freude und Überraschung, dass sie innerhalb eines Jahres ein weiteres Paar binärer schwarzer Löcher entdeckt hatten.

"Ich hätte nie gedacht, dass wir so glücklich sein würden, nicht nur eine, sondern zwei endgültige binäre Black-Hole-Detektionen in den ersten Monaten der Beobachtungen zu haben", sagte Chad Hanna, ein Astrophysiker an der Penn State University, der LIGO angeschlossen ist. in einer PSU-Pressemitteilung.

Gravitationswellen werden oft als Wellen in der Raumzeit bezeichnet, die durch das Vorhandensein von Masse verursacht werden. Sie müssen nicht unbedingt tun alles, aber sie sind ein wichtiger Indikator dafür, dass die Schwerkraft gut, existiert. Gravitationswellen enthalten im Wesentlichen Informationen über die Natur der Schwerkraft, warum und wie größere Massen Gravitationswirkungen auf kleinere Massen ausüben und vieles mehr.

Das Signal im Dezember war das Ergebnis eines Paares von schwarzen Löchern, das 14- bzw. 8-fache der Sonnenmasse war und in ein anderes kollidierte, um ein einziges massives schwarzes Loch zu bilden, das etwa 21-fache der Masse der Sonne war und 1,4 Milliarden betrug vor Jahren. Es ist ein wesentlich kleineres Ereignis als die erste im September beobachtete Verschmelzung des Schwarzen Lochs - bestehend aus einem Paar von Schwarzen Löchern, die 29 bzw. 36 Mal massiver als die Sonne sind und mehr Energie ausstoßen als alle Sterne des Universums zusammen - aber das ist nicht der Fall ein negativer überhaupt.

In der Tat ist das Beobachten von Gravitationswellen, die durch ein schwächeres Himmelsereignis erzeugt werden, eine ziemlich ermutigende Entwicklung. Wenn Wissenschaftler die Gravitationswellen tiefer untersuchen wollen, wollen sie so viele Messungen wie möglich an allen möglichen kosmischen Phänomenen vornehmen. Für LIGOs Instrumente ist es ein großer Schritt nach vorne, etwas weniger Massives aufzugreifen.

Es ist sehr bezeichnend, dass diese Schwarzen Löcher viel weniger massiv waren als bei der ersten Entdeckung, sagte González in einer Pressemitteilung des MIT. „Wegen ihrer geringeren Masse verglichen mit der ersten Erkennung verbrachten sie mehr Zeit - etwa eine Sekunde - im empfindlichen Bereich der Detektoren. Es ist ein vielversprechender Start, um die Population der Schwarzen Löcher in unserem Universum abzubilden. “

Auf der AAS-Konferenz bestätigte David Reitze, der Exekutivdirektor des LIGO-Projekts, Pläne, die Empfindlichkeit der Detektoren vor dem nächsten Lauf in diesem Herbst um 15 bis 25 Prozent zu erhöhen. "Die Zukunft wird für LIGO mit binären Black-Hole-Fusionen voll sein", sagte er. "Wir werden noch viel mehr davon sehen." Die Kollision binärer Neutronensterne könne auch bald entdeckt werden.

Die Ergebnisse deuten auch darauf hin, dass Fusionen von Schwarzen Löchern weitaus häufiger sind, als ursprünglich angenommen wurde.

Gravitationswellen sind Ultra schwer zu messen, weil sie so schwach sind. Wissenschaftler messen Gravitationswellen durch ein als Interferometer bekanntes Instrument, das im Wesentlichen einen spezialisierten Laser erzeugt, der über sehr große Entfernungen läuft und so empfindlich genug ist, um das Vorhandensein dieser Signale zu erkennen.

LIGO verwendet zwei verschiedene Interferometer (eines in Livingston, Louisiana und eines in Hanford, Washington), um sowohl die Wellen zu messen als auch zu überprüfen, dass das Signal eine Gravitationswelle ist und nicht nur eine durch lokale geologische Bewegung oder andere Faktoren verursachte Abweichung.

Obwohl LIGO seit 2002 in Betrieb ist, ist der Grund für die Suche nach Gravitationswellen der Grund dafür, dass beide Interferometer (plus das in Italien ansässige Virgo-Interferometer) im letzten Jahr eine wesentliche Verbesserung erfahren haben. Tatsächlich wurden die ersten Signale bereits wenige Tage nach Abschluss der Upgrades gefunden. Es ist unnötig zu erwähnen, dass diese Renovierungen immer die Erwartungen übertreffen.

Reitze beschrieb die zukünftigen Projekte von LIGO und besprach Pläne, einen weiteren Detektor in Indien zu bauen. "Hoffentlich haben wir fünf Detektoren für das nächste Jahrzehnt", sagte er und verwies auch auf die Detektoren von Hanford und Livingston, Italiens Virgo und KAGRA, die derzeit in Japan im Bau sind. Es wird gehofft, dass mehr Detektoren es den Forschern ermöglichen werden, nicht nur einen größeren Himmelsbereich für Gravitationswellenereignisse zu fegen, sondern auch besser Lokalisieren sie in einem der Triangulation ähnlichen Prozess.

Die neuen Erkenntnisse sind nicht nur ein zusätzlicher Datensatz zu dem jetzt wachsenden Katalog von Gravitationswellendaten. Wissenschaftler erwarten, die Zahlen als Teil der Bemühungen zu nutzen, um Vorhersagen darüber zu treffen, welche Arten von Ereignissen messbare Gravitationswellen erzeugen, wo diese Ereignisse aufgetreten sind und wann sie erwarten, dass diese Gravitationswellen die Erde erreichen.

"Sicher werden wir viel mehr Schwarze Löcher sehen, hoffentlich binäre Neutronen, und wenn wir Glück haben, eine Supernova", sagte Reitze auf der AAS-Konferenz. „Die Gravitationswellenastronomie ist real. Waren hier."