Mit dem LIGO-Gravitationswellendetektor kollidierten zwei kleine Schwarze Löcher und verschmolzen zu einem. Dies bestätigte, dass die Entdeckung von Gravitationswellen kein Zufall war.
Einige Monate nach der historischen Entdeckung der Gravitationswellen haben es die Physiker erneut getan! LIGO entdeckte eine weitere Kollision mit Schwarzen Löchern und bestätigte, dass die erste Detektion von Gravitationswellen keine einmalige ist.
Am 26. Dezember hörten extrem schwache Raum-Zeit-Wellen, die unseren Planeten durchzogen, im Observatorium eines Laserinterferometers für Gravitationswellen (LIGO) zu. Der Detektor hat ein deutliches "Zwitschern" einer Gravitationswelle festgestellt. Und das heißt, wir haben wieder eine Kollision von katastrophalen Ausmaßen erlebt.
Diese Wellen in der Raum-Zeit wurden vor mehr als 100 Jahren von Albert Einstein eingeführt, als er seine allgemeine Relativitätstheorie formulierte. Aber erst jetzt hat die Menschheit Werkzeuge, die ihre Existenz tatsächlich beweisen können. Und diese jüngste Entdeckung ist ein Beweis dafür, dass Einstein erneut Recht hatte.
In der etwa 1,4 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernten Galaxie steckten zwei kleine Schwarze Löcher in der unvermeidlichen Gravitationsspirale. Ihr Schicksal war besiegelt: Sie rückten näher und näher, bis sie sich schnell umschlangen, kollidierten und verschmolzen. Wie bei der ersten historischen Entdeckung von Gravitationswellen im September entstand dieses allerletzte Signal aus dem Zusammenfluss eines Schwarzen Lochs. Interessanterweise umfasste dieses jüngste Ereignis mit dem Namen GW151226 viel kleinere Schwarze Löcher. Dieses Paar wog nur das 14- und 8-fache der Sonnenmasse. Zu dieser Zeit bestand das Septemberereignis mit dem Namen GW150914 aus zwei verschmelzenden Schwarzen Löchern mit dem 29-fachen und dem 36-fachen der Sonnenmasse. Während beide Ereignisse nach dem Helixprinzip verschmolzen, deformierten sie Raum und Zeit und erzeugten Gravitationswellen. Während der Kollisionen hatten die „neuen“, massereicheren Schwarzen Löcher, die aus den Kollisionen und Informationen dieser Fusionen hervorgingen, Signale in ihren codierten Wellen, die wir erkennen und entschlüsseln konnten.
Das Dezemberereignis schuf ein neues Schwarzes Loch in 21 Sonnenmassen. Während der Kollision wurde die gesamte Sonnenmasse von Materie in Energie umgewandelt, was im intergalaktischen Raum starke explosive Gravitationswellen verursachte.
"Es ist sehr wichtig, dass diese Schwarzen Löcher viel weniger massereich sind als die, die bei ihrer Entdeckung beobachtet wurden", sagte Gabriela González, Sprecherin von LIGO Scientific Collaboration (LSC), in einer Erklärung. „Aufgrund ihrer leichteren Masse haben sie mehr Zeit (etwa eine Sekunde) im empfindlichen Bereich der Detektoren verbracht. Dies ist ein vielversprechender Ansatz, um die Populationen der Schwarzen Löcher in unserem Universum zu dokumentieren. “ LIGO besteht aus zwei Detektoren in L-Form (Laser) in Louisiana und Washington, die knapp 2000 Meilen voneinander entfernt sind. Jedes Gebäude besteht aus zwei senkrechten 2, 5 km langen Tunneln mit extrem empfindlichen Laserinterferometern. Das von der National Science Foundation finanzierte und von Physikern von Caltech und MIT verwaltete Projekt wurde im vergangenen Jahr auf Sensitivität hochgestuft, wodurch Advanced LIGO selbst geringfügige Schwankungen der Raumzeit, wie die Gravitationswellen, die uns überfluteten, erkennen kann.
Und das "Schwache" drückt es milde aus. Advanced LIGO erkennt kleinste Verzerrungen mit einer Genauigkeit, die 10.000-mal kleiner ist als die Breite eines Protons.
Die zweite Entdeckung "setzte" O "als Observatorium bei LIGO", sagte Albert Lazzarini, stellvertretender Direktor des LIGO-Labors bei Caltech. „Mit der Entdeckung von zwei starken Ereignissen innerhalb von vier Monaten nach unserem ersten Start können wir vorhersagen, wie oft Gravitationswellen in der Zukunft zu hören sind. LIGO bietet uns eine neue Möglichkeit, einige der dunkelsten und energischsten Ereignisse in unserem Universum zu beobachten. “
Zum ersten Mal bekam die Menschheit eine Vorstellung von einem „dunklen“ Universum, einem Bereich, der für uns immer noch unsichtbar ist. Die Kollision zweier Schwarzer Löcher erzeugt nicht unbedingt Emissionen im elektromagnetischen Spektrum (dh Licht). Die traditionelle Astronomie kann daher zum größten Teil kein Zeuge dieser Ereignisse sein. Aber LIGO "fühlt" die Bewegung der Raumzeit und sucht, wann diese gewaltsamen Zusammenstöße auftreten. "Mit dem Aufkommen von Advanced LIGO haben wir erwartet, dass es Forschern letztendlich gelingt, unerwartete Ereignisse zu entdecken, aber diese beiden Ereignisse übertreffen immer noch unsere Erwartungen", sagte Frances A. Cordova, Direktorin der NSF (National Science Foundation).
Jetzt ist Advanced LIGO empfindlich genug, um die stärksten Gravitationsphänomene im Universum zu entdecken. Da es immer empfindlicher wird, ist es schwierig vorherzusagen, was wir sonst noch in der Gravitationsnacht finden werden.
