#msgnr0-214'>Wie schwingen Gravitationswellen?
Die Quelle von Gravitationswellen kann unterschiedlicher Art sein: Stochastischer Hintergrund, periodisch auftretende Wellen und Bursts:
- Der stochasistische Gravitationwellen-Hintergrund (Frequenz unter 10-5 Hertz)
rührt her von Gravitations-Bremsstrahlung sowie von Ereignissen im frühen Universum bis hin zu Relikten des Urknalls.
- Periodisch auftretende Gravitationswellen haben etwas höhere, aber immer noch sehr niegrige Frequenz (10-5 bis maximal 10 Hertz).
Sie zu registrieren sind Satelliten-Interferometer notwendig, die Millionen Kilometer lange Arme haben. Ihre Messgenauigkeit
muss bei etwa 1 Billionstel Meter liegen. LISA Pathfinder bewies, dass sie erreicht werden kann.
- Bursts — verursacht durch kosmische Katastrophen wie etwa den Zusammenstoß Schwarzer Löcher —
sind kurze, heftige Emissionen von Gravitationswellen, die nur Sekundenbruchteile andauern, aber mehr Energie abstrahlen können als unsere Sonne
in Form von Wärme über Milliarden von Jahren hinweg abgibt.
Da Bursts hohe Frequenz haben (über 10 Hertz) können sogar noch erdgebundene Detektoren wie LIGO sie entdecken.
LIGOs Arme sind 4 km lang, seine Messgenauigkeit liegt bei 1 Zehntausendstel des Protonendurchmessers (womit das Ereignis GW150914 gut entdeckbar war:
Es hat die Länge der
Arme um etwa das 10-fache schwanken lassen).
Grundsätzliches: Das Spektrum der Gravitationswellen verteilt sich über den gesamten Himmel und reicht von nur wenige Kilometer langen Wellen
bis hin zu solchen, deren Wellenlänge dem Durchmesser des gesamten beobachbaren Universums entspricht.
Sie aufzuspüren kann zu ganz erheblichem E r k e n n t n i s g e w i n n führen:
- GW150914 etwa ist das bisher beste Indiz für die Existenz Schwarzer Löcher
- und half zudem noch
- Gültigkeitsgrenzen der Relativitätstheorie auszuloten
- und Grundannahmen zu bestärken (darunter auch die 4-Dimensionalität der Raumzeit, das Fehlen von Dipolstrahlung, die zeitliche Konstanz von
Lichtgeschwindigkeit und Gravitationskonstante).
Quelle:
Rüdiger Vaas: Jenseits von Einsteins Universum (2016),
S. 387-403.
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