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Leibniz Universität

Gravitationswellen erstmalig nachgewiesen

Zwei Wissenschaftler der Leibniz Universität waren maßgeblich an der Entdeckung der vor 100 Jahren von Einstein vorhergesagten Gravitationswellen beteiligt.

Bunte Spirale vor dunklem Hintergrund © S. Ossokine, A. Buonanno (Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik), W. Benger (Airborne Hydro Mapping GmbH)

Gravitationswellen, die während der Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher abgestrahlt werden.

Zum ersten Mal haben Wissenschaftler Kräuselungen der Raumzeit, so genannte Gravitationswellen, beobachtet, die – ausgelöst von einem Großereignis im fernen Universum - die Erde erreichten. Diese Beobachtung bestätigt eine wichtige Vorhersage der von Albert Einstein im Jahr 1915 formulierten Allgemeinen Relativitätstheorie. Sie öffnet gleichzeitig ein vollkommen neues Fenster zum Kosmos.

Max-Planck-Institut und Leibniz Universität entscheidend beteiligt

An der bahnbrechenden Entdeckung waren Forscher des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut; AEI) in Hannover und Potsdam und vom Institut für Gravitationsphysik der Leibniz Universität Hannover entscheidend beteiligt. Sie haben die extrem empfindlichen Detektoren an den Grenzen der Physik entwickelt und betrieben, mit denen es überhaupt erst möglich war, das Signal aufzuspüren, um dann mit effizienten Methoden der Datenanalyse und mit hochgenauen Wellenformmodellen die astrophysikalischen Informationen daraus zu gewinnen.

Erste Entdeckung durch Forscher aus Hannover

Es waren auch zwei Forscher aus Hannover, die das entscheidende Signal als erstes entdeckt haben. "Ich bin stolz darauf, dass zwei Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik das Signal als Erste gesehen haben und dass unser Institut eine führende Rolle bei dieser spannenden Entdeckung spielt", sagt Prof. Bruce Allen, Direktor am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Hannover. "Einstein selbst glaubte, Gravitationswellen wären zu schwach, um sie nachzuweisen, und er glaubte nicht an die Existenz Schwarzer Löcher. Aber ich denke, dass er nichts dagegen hätte, sich geirrt zu haben!"

Auch Oberbürgermeister Stefan Schostok freut sich über die Beteiligung des Wissenschaftsstandorts Hannover an der Entdeckung der Gravitationswellen. "Ausdauer und kontinuierliche Förderung haben sich ausgezahlt. Wir sind sehr stolz auf diese Leistung in unserer Hochschul- und Wissenschaftsstadt", so der OB. Nach Ansicht von Schostok werde dieser Erfolg sicher Wissenschaft und Forschung in der Landeshauptstadt beflügeln. Mit einer Einladung zu einem Empfang in das Neue Rathaus möchte der Oberbürgermeister die Wissenschaftler aus Hannover besonders würdigen.

Gravitationswellen

Gravitationswellen tragen Information über ihre turbulente Entstehung und das Wesen der Gravitation. Sie sind auf keine andere Weise zugänglich. Physiker haben festgestellt, dass die beobachteten Gravitationswellen während des letzten Sekundenbruchteils der Verschmelzung von zwei schwarzen Löchern entstanden. Dabei entstand ein einzelnes, massereicheres, rotierendes schwarzes Loch. Diese Kollision von zwei schwarzen Löchern war zuvor vorhergesagt, aber noch nie beobachtet worden.

Entdeckung im September 2015

Die Gravitationswellen wurden am 14. September 2015 um 5:51 Uhr US-Ostküstenzeit (9:51 Uhr Weltzeit) von beiden identischen Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO)-Detektoren in Livingston (Louisiana) und Hanford (Washington) in den USA registriert. Die LIGO-Observatorien werden von der National Science Foundation (NSF) finanziert. Caltech und MIT entwarfen, bauten und betreiben die Detektoren. Die Entdeckung wurde zur Veröffentlichung in der Fachzeitschrift Physical Review Letters akzeptiert. Die LIGO Scientific Collaboration (welche die GEO Collaboration und das Australian Consortium for Interferometric Gravitational Astronomy umfasst) und die Virgo Collaboration machten die Entdeckung in Daten der zwei LIGO-Detektoren.

Video-Vortrag beim Auftakt der Hörregion Hannover

Das Thema "Gravitationswellen" war übrigens schon neun Tage vor der weltweiten Veröffentlichung der Forschungsergebnisse Programmpunkt bei der Auftaktveranstaltung zur Hörregion im Kuppelsaal Hannover: Prof. Dr. Michèle Heurs und Dr. Benjamin Knispel berichteten am 2. Februar über die Klänge aus dem All. Hier kommt das Video dazu:

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Vortrag von Prof. Dr. Michèle Heurs und Dr. Benjamin Knispel vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik über die Klänge des Universums (Mitschnitt der Auftaktaktveranstaltung der Hörregion am 2.2.2016)

Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik

Das Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut (AEI)) ist ein Institut der Max-Planck-Gesellschaft mit Teilinstituten in Potsdam-Golm und in Hannover, wo es eng mit der Leibniz Universität Hannover zusammenarbeitet. Seit seiner Gründung im Jahr 1995 hat sich das Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik als international führende Forschungseinrichtung etabliert. Fünf Abteilungen und mehrere unabhängige Forschungsgruppen bearbeiten am AEI das gesamte Spektrum der Gravitationsphysik: von den gewaltigen Dimensionen des Universums bis zu den winzigen Strings. Das AEI ist die einzige Forschungseinrichtung weltweit, die all diese Felder unter einem Dach vereint. Drei der fünf Abteilungen sind Teil der LIGO Scientific Collaboration und haben entscheidend dazu beigetragen, den ersten direkten Nachweis von Gravitationswellen Realität werden zu lassen.

Institut für Gravitationsphysik der Leibniz Universität Hannover

Das Institut für Gravitationsphysik der Leibniz Universität Hannover befindet sich am gleichen Ort wie das AEI Hannover. Unter einem Dach arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beider Institutionen eng an allen Aspekten der Gravitationswellenforschung. Mehr als 50 Studierende arbeiten als Doktoranden an der Leibniz Universität in der gemeinsamen International Max Planck Research School (IMPRS) on Gravitational Wave Astronomy.

(Veröffentlicht: 11. Februar 2016)