Gravitational-Wave Astronomy / Gravitationswellenastronomie

5.10 Gravitational-Wave Astronomy / Gravitationswellenastronomie

Die Gravitationswellenastronomie beobachtet Kräuselungen der Raumzeit, die von beschleunigten Massen erzeugt werden. Albert Einstein sagte Gravitationswellen 1916 im Rahmen der allgemeinen Relativitätstheorie voraus. Ihr direkter Nachweis gelang erst 2015 durch die LIGO-Detektoren, als das Signal zweier verschmelzender Schwarzer Löcher (GW150914) registriert wurde.

LIGO (USA) und Virgo (Italien) sind laserinterferometrische Detektoren mit Armlängen von mehreren Kilometern, die Längenänderungen von weniger als einem Tausendstel eines Protonendurchmessers messen können. Rainer Weiss, Barry Barish und Kip Thorne erhielten 2017 den Nobelpreis für die Entdeckung.

2017 detektierten LIGO und Virgo erstmals Gravitationswellen von verschmelzenden Neutronensternen (GW170817). Das gleichzeitig beobachtete elektromagnetische Signal markierte den Beginn der Multi-Messenger-Astronomie. Der japanische Detektor KAGRA erweitert das Netzwerk.

Das geplante Weltraumobservatorium LISA (ESA) wird Gravitationswellen im Millihertz-Bereich detektieren — erzeugt durch supermassereiche Schwarze Löcher und kompakte Doppelsternsysteme. Einstein Telescope und Cosmic Explorer sind als Detektoren der dritten Generation am Boden geplant.

5.10 Gravitational-Wave Astronomy / Gravitationswellenastronomie

Gravitational-wave astronomy observes ripples in spacetime generated by accelerating masses. Albert Einstein predicted gravitational waves in 1916 within general relativity. Their direct detection was achieved in 2015 by the LIGO detectors, which recorded the signal from two merging black holes (GW150914).

LIGO (USA) and Virgo (Italy) are laser-interferometric detectors with arm lengths of several kilometers that can measure length changes smaller than a thousandth of a proton's diameter. Rainer Weiss, Barry Barish, and Kip Thorne received the 2017 Nobel Prize for the discovery.

In 2017, LIGO and Virgo first detected gravitational waves from merging neutron stars (GW170817). The simultaneously observed electromagnetic counterpart marked the dawn of multi-messenger astronomy. Japan's KAGRA detector extends the network.

The planned space observatory LISA (ESA) will detect gravitational waves in the millihertz range — produced by supermassive black holes and compact binary systems. Einstein Telescope and Cosmic Explorer are planned as third-generation ground-based detectors.