Durchbruch: Erstmals Gravitationswellen entdeckt

Gravitationswellen
Quelle: cfa.harvard.edu

Gestern wurde in der Presse groß angekündigt, dass Forscher des Harvard Smithsonian Institute for Astrophysics heute eine große Entdeckung veröffentlichen wollen. Mich wundert es zwar, dass sich, trotz der Ankündigung und der mittlerweile schon 5 Stunden alten Veröffentlichung, noch niemand die Mühe gemacht hat, den Artikel zu übersetzen und zu interpretieren, doch so kann ich nun mit stolz behaupten, dass die Leser dieses Blogs eine der ersten in Deutschland sind, die die „große Neuigkeit“ erfahren:

Wie wir aus der aktuellen Urknall-Theorie wissen, ist vor etwas weniger als 14 Milliarden Jahren alles was wir heute kennen durch den Urknall entstanden. Seit dem ersten, flüchtigen Bruchteil einer Sekunde, breitete sich das Universum exponentiell aus und erstreckt sich heute weit über das, was wir mit unseren besten Teleskopen sehen können. Doch wie schon der Name der Urknall-Theorie sagt, es ist eben genau das… eine Theorie, die bislang nicht bewiesen werden konnte. Doch nun scheint es so, als hätte man erste Beweise gefunden…

Forscher von der BICEP 2 Collaboration gaben heute bekannt, dass sie den ersten direkten Beweis für diese kosmische Inflation enteckt haben. Die Daten repräsentieren die ersten Bilder von Gravitationswellen oder Wellen in der Raumzeit. Diese Wellen wurden als „erste Erschütterungen des Big Bang“ beschrieben. Laut den Forschern bestätigen die ersten Auswirkungen eine tiefe Verbindung zwischen Quantenmechanik und der allgemeinen Relativitätstheorie.

„Dieses Signal zu finden ist eines der wichtigsten Ziele in der heutigen Kosmologie. Eine Menge Arbeit von vielen Menschen hat uns bis zu diesem Punkt geführt“, sagte John Kovac (Harvard – Smithsonian Center for Astrophysics), der Leiter der BICEP2 Collaboration.

Diese bahnbrechenden Ergebnisse ergaben Messungen der kosmischen Hintergrundstrahlung – einem schwachen Schein aus Strahlung, der vom Urknall übrig ist – mit dem BICEP2 Teleskop. Winzige Schwankungen in diesem Nachleuchten geben Aufschluss über die Bedingungen im frühen Universum. Beispielsweise zeigen kleine Unterschiede in der Temperatur, wo Teile des Universums dichter waren und sich aus diesen Verdichtungen schließlich Galaxien und Galaxienhaufen bildeten.

Da die kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung eine Form von Licht ist, zeigt sie auch alle Eigenschaften des Lichts, einschließlich Polarisation. Auf der Erde wird das Sonnenlicht durch die Atmosphäre gestreut und polarisiert, weshalb polarisierte Sonnenbrillen die Blendung reduzieren. Im Raum wurde die kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung von Atomen und Elektronen gestreut und dadurch ebenfalls polarisiert.

„Unser Team suchte nach einer speziellen Art von Polarisierung, der sogenannten „B- Modi“, die ein Verdrehtes oder auch „curl-Muster“ in der polarisierten Orientierung des uralten Lichts erstellt,“ sagte Co-Leader Jamie Bock (Caltech/JPL). Gravitationswellen quetschen den Raum, wenn sie sich bewegen, und dieses Quetschen erzeugt ein bestimmtes Muster in der Hintergrundstrahlung.

Gravitationswellen haben eine „Händigkeit“ ähnlich wie Lichtwellen und können so Links-und Rechtshänder-Polarisationen haben. „Der B-Modus ist eine einzigartige Signatur von Gravitationswellen. Dies ist das erste direkte Bild dieser Wellen im Universum“, sagte Co-Leader Chao-Lin Kuo (Stanford/SLAC).

Das Team untersuchte Raumskalen, die den Himmel in etwa ein bis fünf Grad (zwei bis zehn Mal die Breite der Vollmond) überspannten. Dazu reisten sie zum Südpol, um die Vorteile der kalten, trockenen und stabilen Luft zu nutzen. „Der Südpol ist für dieses Vorhaben der beste Platz auf diesem Planeten“, sagte Kovac. „Es ist einer der trockensten und klarsten Stellen auf der Erde, ideal für die Beobachtung der schwache Mikrowellen.“

Sie waren überrascht, ein wesentlich stärker als erwartetes B-Modus- Polarisationssignal zu erkennen. Das Team analysierte Daten aus mehr als drei Jahren, in dem Bemühen jegliche Fehler, seien sie auch noch so klein, auszuschließen. Anfangs wurde noch vermutet, dass Staub in unserer Galaxie das beobachtete Muster erzeugen könnte, doch die Daten lassen keine Zweifel an der Echtheit der Messung zu. „Es war wie die Suche nach einer Nadel im Heuhaufen, doch stattdessen fanden wir eine Brechstange“, so Co-Leader Clem Pryke (University of Minnesota).

Auf die Frage nach den Auswirkungen dieser Entdeckung sagte Harvard- Theoretiker Avi Loeb: „Diese Arbeit bietet neue Einblicke in einige der grundlegenden Fragen: Warum gibt es uns? Wie entstand das Universum? Diese Ergebnisse sind nicht nur ein Indiz für die Inflation, sie sagen uns auch, wann die Inflation stattgefunden hat und wie stark der Prozess war.“

BICEP2 wird von der National Science Foundation (NSF) finanziert. NSF betreibt auch die Südpol-Station, wo sich BICEP2 und die anderen Teleskope befinden, mit denen in diesem Projekt gearbeitet wurde. Die Keck-Stiftung trug auch große Mittel für den Bau von Teleskopen des Teams bei. NASA, JPL , und die Moore -Stiftung unterstützten großzügig die Entwicklung der ultra-empfindlichen Detektor-Arrays, die diese Messungen möglich machten.

Technische Details und generell Wissenswertes kann auch auf der BICEP2-Release Website nachgelesen werden.

Quelle: http://www.cfa.harvard.edu/news/2014-05

Über stellariumblog

Stellariumblog ist ein Info-und Newslog. Ich versuche, die oftmals komplizierte und unübersichtliche Fülle an Informationen und Wissen verständlich zu erklären. Mein Ziel ist es, mit diesem Blog so viele Menschen wie möglich von der Astronomie zu begeistern. Natürlich versuche ich, täglich die wichtigsten News aus den Bereichen Astronomie, Astrophysik und vergleichbaren Wissenschaften zu bloggen, ich bin allerdings Berufstätig und habe leider nicht jeden Tag ein bis zwei Stunden Zeit – seid also bitte etwas nachsichtig falls ich nicht immer alles als erster poste ;) Ich freue mich immer über positive Bewertungen, aber auch über konstruktive Kritik sowie Vorschläge und/oder Hinweise auf mögliche Fehler (ich bin auch nur ein Mensch). Ansonsten wünsche ich euch viel Spaß in meinem Blog.
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0 Antworten zu Durchbruch: Erstmals Gravitationswellen entdeckt

  1. breakpoint schreibt:

    Interessant.
    Schauen wir mal, wie das weiter geht.

    Gefällt mir

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