{"id":4408,"date":"2016-02-23T09:30:31","date_gmt":"2016-02-23T08:30:31","guid":{"rendered":"http:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/?p=4408"},"modified":"2016-02-23T11:12:51","modified_gmt":"2016-02-23T10:12:51","slug":"gravitationswellen-its-almost-magic","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aktuelles.uni-frankfurt.de\/en\/menschen\/gravitationswellen-its-almost-magic\/","title":{"rendered":"Gravitationswellen: \u201eIt\u2019s almost magic\u201c"},"content":{"rendered":"
\"Luciano
Luciano Rezzolla. Foto: Dettmar<\/figcaption><\/figure>\n

Prof. Luciano Rezzolla vom Institut f\u00fcr Theoretische Physik erkl\u00e4rt im Interview, warum mit dem Nachweis der Gravitationswellen eine neue \u00c4ra der Astrophysik beginnt. Als Theoretiker war er nicht direkt an den Messungen beteiligt, aber auch dank seiner Simulationen wussten die Kollegen am amerikanischen LIGO-Experiment genau, wie das extrem schwache Signal aussehen sollte, das sie im Rauschen suchten.<\/p>\n

Wann haben Sie erfahren, dass Ihre Kollegen am LIGO-Experiment im September 2015 das erste Signal einer Gravitationswelle gemessen hatten?<\/em><\/strong><\/p>\n

Es gab Ger\u00fcchte. Dann habe ich etwa eine Woche vor dem Termin von der Pressekonferenz am 11. Februar erfahren. Sie fiel genau in meine letzte Vorlesung zur Allgemeinen Relativit\u00e4tstheorie, in der ich die Gravitationswellen behandeln wollte. Ich habe vorher allen im Physik-Institut Bescheid gesagt, dass sie in meine Vorlesung kommen sollten. Dann habe ich zur festgesetzten Zeit unterbrochen und wir haben uns die \u00dcbertragung der Pressekonferenz in Washington zusammen live angeschaut.<\/p>\n

[dt_quote type=“pullquote“ font_size=“20″ background=“fancy“ layout=“right“ size=“2″]\"blog_vorschau_uni-report\"Mehr Hintergrund und Informationen zum Thema Gravitationswellen in der n\u00e4chsten Ausgabe des UniReport im April!<\/strong><\/span>[\/dt_quote]<\/p>\n

Was war Ihr erste Reaktion?<\/em><\/strong><\/p>\n

Das war f\u00fcr mich ein au\u00dferordentlicher Moment. Das Experiment war ja gerade erst mit empfindlicheren Detektoren ausger\u00fcstet worden, nachdem es in der ersten Messperiode von 2002 bis 2007 keine Gravitationswellen entdeckt hatte. Wenn Sie die Pr\u00e4zision der Messinstrumente erh\u00f6hen, brauchen Sie noch eine Zeit f\u00fcr die Feinabstimmung. Das ist, wie wenn Sie bei einem Orchester die Musiker durch noch bessere Musiker ersetzen. Wenn die neue Besetzung zum ersten Mal zusammen spielt, erwarten Sie noch nicht den perfekten Sound, weil die Musiker sich erst aufeinander einstimmen m\u00fcssen. Dass in dieser fr\u00fchen Phase des Experiments schon ein eindeutiges Signal gemessen wurde, ist fast wie Magie.<\/p>\n

Was bedeutet das Ergebnis f\u00fcr Sie als theoretischer Physiker?<\/em><\/strong><\/p>\n

Zun\u00e4chst einmal wissen wir jetzt, dass wir die letzten 20 Jahre unseres Lebens mit der Suche nach Gravitationswellen nicht vergeudet haben. Es ist eine Sache, an etwas zu glauben, und eine andere, sie dann wirklich best\u00e4tigt zu wissen. Dann liefert dieses Experiment auch den ersten direkten Nachweis eines schwarzen Lochs. Bisher haben wir auf dessen Existenz immer nur indirekt schlie\u00dfen k\u00f6nnen. Nun aber haben wir ein direktes Signal, wie das Verklingen des gewaltigen Tons einer Glocke. Dieser wurde bei der Fusion zweier schwarzer L\u00f6cher zu einem noch massereicheren schwarzen Loch ausgesandt.<\/p>\n

Entspricht das Signal Ihren Vorhersagen aus der Simulation?<\/em><\/strong><\/p>\n

Ja, es ist konsistent mit unseren Berechnungen. Allerdings pr\u00fcfen wir jetzt noch Details. Insbesondere wollen wir wissen, ob es wirklich von schwarzen L\u00f6chern ausgesandt wurde. Theoretisch k\u00f6nnte es n\u00e4mlich auch von sogenannten Gravasternen stammen. Das sind bisher hypothetische Himmelsobjekte, die gem\u00e4\u00df der Allgemeinen Relativit\u00e4tstheorie ebenfalls aus einem sehr massereichen Stern entstehen k\u00f6nnten – so etwas wie Schwestern der schwarzen L\u00f6cher. Wir versuchen derzeit, zwischen den \u00e4hnlichen Stimmen der beiden Schwestern zu unterscheiden.<\/p>\n

Ihre Kollegen aus der Experimentalphysik haben erkl\u00e4rt, der Nachweis von Gravitationswellen sei der Beginn einer neuen \u00c4ra der Astrophysik…<\/em><\/strong><\/p>\n

… Ja, das sehe ich auch so. Ich vergleiche die bisherige Situation gern mit einer Bibliothek, in der man alle B\u00fccher kennt. Und jetzt haben wir eine Geheimt\u00fcr in eine verborgene Bibliothek gefunden. Darin stehen B\u00fccher, von denen wir schon einmal geh\u00f6rt haben und jetzt endlich lesen k\u00f6nnen, aber auch andere, die ganz neu sind und vielleicht in fremden Sprachen geschrieben sind, die wir erst entschl\u00fcsseln m\u00fcssen.<\/p>\n

Was sind die wesentlichen Fragen, auf die Sie in dieser erweiterten Bibliothek Antworten zu finden hoffen?<\/em><\/strong><\/p>\n

Da ist zun\u00e4chst die Frage nach der Entstehung schwarzer L\u00f6cher. Aus der jetzt gemessenen Gravitationswelle k\u00f6nnen wir schlie\u00dfen, dass in einer 1,3 Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxie zwei schwarze L\u00f6cher miteinander verschmolzen sind. Mit ihren 36 und 29 Sonnenmassen waren sie schwerer als erwartet.
\nZum anderen geht es darum, die Gammastrahlen-Ausbr\u00fcche im Universum zu verstehen. Wir vermuten \u2013 und k\u00f6nnen das auch in Simulationen zeigen -, dass die extrem energiereiche Strahlung beim Verschmelzen von zwei Neutronen-Sternen freigesetzt wird. Da bei der Fusion zweier Neutronensterne ebenfalls Gravitationswellen entstehen, kommt es jetzt darauf an, Ereignisse zu messen, in denen Gammastrahlen-Ausbr\u00fcche und Gravitationswellen gleichzeitig auftreten. Und dann interessiert uns noch der innere Aufbau der Neutronensterne. Sie k\u00f6nnten schichtartig aufgebaut sein, wobei wir vermuten, dass sie haupts\u00e4chlich fl\u00fcssig, sehr hei\u00df und eventuell supraleitend sind.<\/p>\n

Was w\u00fcnschen Sie sich f\u00fcr die Zukunft?<\/em><\/strong><\/p>\n

Eine St\u00e4rkung der Theoretischen Astrophysik in Deutschland. Neben meiner 20-k\u00f6pfigen Gruppe an der Goethe-Universit\u00e4t gibt es nur noch die Gruppen an den Universit\u00e4ten in Jena und T\u00fcbingen sowie das Max-Planck-Institut f\u00fcr Gravitationsphysik in Potsdam. Wir bilden hier in Frankfurt hervorragende Doktoranden aus. Die meisten von ihnen gehen anschlie\u00dfend in die USA \u2013 nach Princeton oder an das California Institute of Technology. Ich w\u00fcnsche mir, dass Sie in Deutschland eine Zukunft haben. Schlie\u00dflich hat Albert Einstein die Allgemeine Relativit\u00e4tstheorie, die mit den Gravitationswellen eine weitere Best\u00e4tigung gefunden hat, in Deutschland entwickelt.<\/p>\n

Das Interview f\u00fchrte Anne Hardy.<\/em><\/p>\n

Im Video f\u00fchrt Luciano Rezzolla seine Simulationen vor und erkl\u00e4rt sie.<\/h3>\n