WEBVTT NOTE Podcast: Raumzeit Episode: RZ126 Gravitationswellenforschung Publishing Date: 2026-03-08T17:22:07+01:00 Podcast URL: https://raumzeit-podcast.de Episode URL: https://raumzeit-podcast.de/2026/03/08/rz126-gravitationswellenforschung/ 00:00:34.762 --> 00:00:39.142 Hallo und herzlich willkommen zu Raumzeit, dem Podcast über Raumfahrt und andere. 00:00:39.142 --> 00:00:43.322 Kosmische Angelegenheiten und ich begrüße alle zur 126. 00:00:43.482 --> 00:00:44.882 Ausgabe von Raumzeit. 00:00:45.582 --> 00:00:49.222 Und nachdem wir uns jetzt viel mit Teleskopen beschäftigt haben in den letzten 00:00:49.222 --> 00:00:55.782 Sendungen, gehen jetzt Schockwellen durch die Raumzeit und zwar literally und 00:00:55.782 --> 00:01:00.382 das die ganze Zeit und das auch schon seit einiger Zeit. 00:01:00.382 --> 00:01:05.502 Und ich habe schon häufiger darüber berichtet, über Gravitationswellen. 00:01:05.582 --> 00:01:08.862 Darüber wollen wir uns heute ein weiteres Mal unterhalten. 00:01:09.322 --> 00:01:14.862 Und dazu bin ich nach Görlitz gefahren zum Deutschen Zentrum für Astrophysik 00:01:14.862 --> 00:01:18.922 und begrüße meinen Gesprächspartner für heute, nämlich den Günter Günter-Hasinger. 00:01:19.102 --> 00:01:22.242 Hallo, grüß dich und schön bei euch wieder zu sein. 00:01:22.242 --> 00:01:27.142 Ja, wir hatten schon mal das Vergnügen vor vier Jahren tatsächlich. 00:01:27.722 --> 00:01:30.862 Da war ich in Madrid und da war es nun auch... 00:01:30.862 --> 00:01:33.602 Da war ich Wissenschaftsdirektor der ESA. 00:01:33.802 --> 00:01:38.182 Genau und da haben wir uns viel genau darüber unterhalten, aber vor allem auch 00:01:38.182 --> 00:01:43.602 über das James-Webb-Teleskop, was ja damals frisch gestartet war und ja mittlerweile 00:01:43.602 --> 00:01:47.642 kann man sagen auch schon eine ganze Menge von den Versprechen eingelöst hat. 00:01:47.642 --> 00:01:53.922 Ja, eigentlich nicht brechen, sondern das hat alle Erwartungen weit überragt 00:01:53.922 --> 00:01:57.822 und vor allem diese Objekte im frühen Universum, 00:01:58.062 --> 00:02:02.542 die sehr, sehr vermutlich irgendwas mit schwarzen Löchern zu tun haben und das 00:02:02.542 --> 00:02:05.662 passt natürlich wunderbar jetzt auch zu dem Thema mit den Gravitationswellen. 00:02:05.662 --> 00:02:09.482 Genau, darüber wollen wir uns nämlich unterhalten aus einem anderen Grund. 00:02:09.722 --> 00:02:12.062 Also erstens ist es immer schön sich darüber zu unterhalten, 00:02:12.222 --> 00:02:14.362 aber es ist jetzt ziemlich genau zehn Jahre her, 00:02:14.682 --> 00:02:22.802 dass das erste Mal es gelungen ist Gravitationswellen zu entdecken oder zu messen, 00:02:22.942 --> 00:02:28.862 also konkret zu detektieren und ist auch ziemlich genau zehn Jahre her, 00:02:29.082 --> 00:02:32.862 dass ich dann auch darüber eine Sendung gemacht habe. 00:02:33.616 --> 00:02:37.736 Das war im Februar 2016, 00:02:37.756 --> 00:02:46.096 also ist diese Detektion stattgefunden und ich bin dann schnell zur ESA gereist 00:02:46.096 --> 00:02:53.836 und habe dann Gott sei Dank auch gleich einen kompetenten Ansprechpartner zu dem Thema gefunden. 00:02:53.936 --> 00:02:56.796 Ist ja nicht so schwierig, gibt ja ganz in Reihe. 00:02:56.876 --> 00:03:00.776 Also es gibt tausende von Wissenschaftlern, die sich damit beschäftigen. 00:03:00.816 --> 00:03:02.256 Du hast mit Oliver Jenrich gesprochen. 00:03:02.256 --> 00:03:06.236 Genau, mit Oliver Jenrich und das war auch eine interessante Einführung. 00:03:06.616 --> 00:03:10.616 Alles natürlich noch aus dieser Perspektive heraus, dass man jetzt gerade mal 00:03:10.616 --> 00:03:14.276 sich sicher sein konnte, so okay, die Theorien haben gestimmt, 00:03:14.376 --> 00:03:16.856 wir haben es jetzt irgendwie auch hinbekommen, die entsprechende Technik zu 00:03:16.856 --> 00:03:19.536 bauen, gucken wir mal, was kommt. 00:03:19.536 --> 00:03:25.876 Weil man wusste ja nicht, ist das jetzt so ein totaler Zufall gewesen und man 00:03:25.876 --> 00:03:28.536 hat jetzt irgendwie mal eine gefunden und jetzt dauert es wieder 20 Jahre, 00:03:28.656 --> 00:03:32.196 bis die nächste vorbeikommt oder ist das jetzt sozusagen so ein Dauerereignis? 00:03:32.896 --> 00:03:37.256 Die Existenz von Gravitationswellen war ja vorher schon im Prinzip bekannt durch 00:03:37.256 --> 00:03:40.896 diese Doppelpulsare, die also Energie verlieren und wo man also sagen konnte, 00:03:41.076 --> 00:03:43.196 dass es genau so ist, wie Einstein vorhergesagt hat. 00:03:43.196 --> 00:03:49.276 Aber dann war die Natur tatsächlich sehr gut zu uns und hat eben dieses fantastische 00:03:49.276 --> 00:03:54.256 Ereignis mit zwei schwarzen Löchern, die jeweils ungefähr 30 Sonnenmassen hatten, gefunden. 00:03:54.616 --> 00:03:57.836 Und da sind alle Leute aus allen Wolken gefallen, weil solche schwarzen Löcher 00:03:57.836 --> 00:03:59.116 hatte man vorher noch nie gesehen. 00:03:59.276 --> 00:04:03.056 Und das war eben jetzt heutzutage ganz Standardmöglichkeit. 00:04:03.565 --> 00:04:06.185 Dass eben LIGO solche schweren schwarzen Löcher findet. 00:04:06.885 --> 00:04:10.765 Genau, da kommen wir noch zu. Sprechen wir mal erstmal kurz hier zu dem Ort, 00:04:10.925 --> 00:04:16.145 weil der ist ja noch relativ neu, das Deutsche Zentrum für Astrophysik hier in Görlitz. 00:04:17.025 --> 00:04:22.945 Ja, warum, weshalb, wieso gibt es dieses neue Institut? Was ist hier die Aufgabe? 00:04:22.945 --> 00:04:28.465 Genau, also das DZA, Deutsches Zentrum für Astrophysik, ist eines von zwei Großforschungszentren, 00:04:28.665 --> 00:04:34.925 die im Rahmen des Strukturförderungsgesetzes Kohleausstieg in einem Wettbewerb ausgesucht wurden. 00:04:35.345 --> 00:04:38.585 Da gab es also vor ein paar Jahren einen riesen Wettbewerb, da gab es so 100 00:04:38.585 --> 00:04:43.965 Bewerber und wir haben uns riesig gefreut, dass wir dann letztendlich in zwei 00:04:43.965 --> 00:04:46.545 Stufen ausgesucht wurden als eines von diesen Zentren. 00:04:47.265 --> 00:04:51.725 Es steht da ziemlich viel Geld zur Verfügung. Also die Bundesregierung hat entschieden, 00:04:51.965 --> 00:04:58.525 ungefähr 10 Prozent der Kohlestrukturfördermittel in diese Großforschungseinrichtungen zu stecken. 00:04:59.005 --> 00:05:05.085 Das heißt, wir haben 1,2 Milliarden Euro zur Verfügung, über 15 Jahre ein großes Zentrum aufzubauen. 00:05:05.265 --> 00:05:09.345 Das soll insgesamt ungefähr 1.000 Leute haben zum Schluss. Und wir sind inzwischen 00:05:09.345 --> 00:05:10.905 schon von 0 auf 110 gekommen. 00:05:11.745 --> 00:05:18.225 Also wir haben jetzt 110 Mitarbeiter hier im Zentrum von Görlitz und haben natürlich riesiges vor. 00:05:18.345 --> 00:05:23.405 Wir wollen Multimessenger-Astrophysik machen, also Radioastronomie, 00:05:23.605 --> 00:05:27.825 optische Astronomie, aber die Gravitationswellen spielen eine ganz zentrale Rolle bei uns. 00:05:29.858 --> 00:05:37.318 Und das hat dich dann auch bewogen, den doch ganz interessanten Job bei der ESA aufzugeben. 00:05:37.558 --> 00:05:41.878 Na bewogen kann man so nicht sagen, also der ESA-Job war von Anfang an zeitlich 00:05:41.878 --> 00:05:45.738 limitiert, die haben ja ziemlich strenge Altersgrenzen und ich bin da natürlich 00:05:45.738 --> 00:05:46.798 drüber gerutscht. Stutt. 00:05:47.978 --> 00:05:51.238 Aber umgekehrt, ich hätte schon noch ein paar Jahre bei der ESA machen können, 00:05:51.438 --> 00:05:56.398 aber diese Chance hier, etwas völlig Neues aufzubauen, kommt halt nur einmal im Leben. 00:05:56.558 --> 00:05:59.038 Also das war wirklich dann das, was uns bewogen hat. 00:05:59.058 --> 00:06:03.458 Wie geht man da ran? Ich meine, wenn man so ein Institut komplett von Null aufbaut? 00:06:04.758 --> 00:06:08.878 Also zunächst mal muss ich sagen, haben wir uns auf eine unheimliche Unterstützung 00:06:08.878 --> 00:06:11.478 der ganzen deutschen Community stützen können. 00:06:11.698 --> 00:06:14.358 Und ich bin ja nicht allein, ich habe ein fantastisches Team, 00:06:14.498 --> 00:06:19.438 da sind ungefähr zwölf Professoren aus allen möglichen Institutionen in Deutschland. 00:06:19.618 --> 00:06:25.938 Max Planck, Helmholtz, Leibniz und die Idee, so ein Großforschungszentrum für 00:06:25.938 --> 00:06:27.298 Astrophysik aufzumachen, ist 00:06:27.298 --> 00:06:31.238 schon lange in den Strategiepapieren der deutschen Community gestanden. 00:06:31.238 --> 00:06:35.638 Also ich war selber ja mal Ratsvorsitzender der Deutschen Sternwarten. 00:06:36.018 --> 00:06:40.378 Die schreiben so alle zehn Jahre so eine Strategiedenkschrift und da stand immer 00:06:40.378 --> 00:06:42.138 drin, wir brauchen so ein Zentrum. 00:06:42.778 --> 00:06:48.038 Und das passte halt einfach wie die Faust aufs Auge. Also als dann diese Kohleausstiegsmöglichkeit 00:06:48.038 --> 00:06:49.818 sich ergab, da mussten wir uns bewerben. 00:06:49.818 --> 00:06:54.298 Ja, also Zentrum für Astrophysik, man würde ja erwarten, dass Astrophysik als 00:06:54.298 --> 00:06:58.018 solche schon seinen Platz hat in der deutschen Wissenschaft. 00:06:58.258 --> 00:07:01.818 Insofern, was fügt das Zentrum dem dann noch hinzu? 00:07:02.218 --> 00:07:04.078 Also genau, die Astrophysik in Deutschland ist eigentlich sehr, 00:07:04.138 --> 00:07:07.698 sehr gut aufgestellt, vor allem durch die Max-Planck-Institute von Anfang an, 00:07:07.878 --> 00:07:14.238 also Radioastronomie, extraterrestrische Physik, optische Astronomie, Gravitationswellen. 00:07:14.238 --> 00:07:16.458 Die auch schon Nobelpreise reingeholt haben und so. 00:07:16.918 --> 00:07:20.598 Und auch die Leibniz-Gesellschaft, also in Potsdam, das war ich ja auch früher 00:07:20.598 --> 00:07:23.618 mal Direktor an dem Institut, ist eigentlich sehr, sehr gut aufgestellt. 00:07:23.958 --> 00:07:25.198 Aber was es nicht gibt... 00:07:25.813 --> 00:07:30.893 Und gab, ist eben ein nationales Zentrum, was die Community in großen internationalen 00:07:30.893 --> 00:07:32.093 Projekten vertreten kann. 00:07:32.273 --> 00:07:37.613 Also die Max-Planck-Gesellschaft kann praktisch keine Serviceleistungen für die Community, 00:07:38.713 --> 00:07:42.393 bieten und das ist so ähnlich wie in der Teilchenphysik, da gibt es ja das CERN 00:07:42.393 --> 00:07:44.293 als riesiges internationales Projekt, 00:07:44.513 --> 00:07:48.773 aber das DESI ist einfach die nationale Vertretung der Teilchenphysik und ist 00:07:48.773 --> 00:07:53.393 sozusagen dann im internationalen Rahmen satisfaktionsfähig und sowas gab es 00:07:53.393 --> 00:07:55.253 bisher in der Astronomie noch nicht. 00:07:55.813 --> 00:07:59.733 Und das Deutsche Zentrum soll das jetzt im Prinzip machen, diese Rolle. 00:08:00.053 --> 00:08:03.833 Also wir reden von diesen riesigen Projekten wie SKR zum Beispiel, 00:08:03.993 --> 00:08:07.573 Square Kilometer Array oder auch das zukünftige Einstein-Teleskop, 00:08:07.733 --> 00:08:10.853 wo wir dann quasi die nationalen Interessen vertreten können. 00:08:12.673 --> 00:08:17.853 Da werden wir jetzt auch noch gleich drauf zu sprechen kommen auf diese Projekte. 00:08:17.853 --> 00:08:20.493 Aber jetzt müssen wir natürlich erstmal ein bisschen das Feld legen, 00:08:20.773 --> 00:08:28.033 denn so Gravitationswellen ist so ein bisschen eins meiner Lieblingsthemen geworden 00:08:28.033 --> 00:08:29.893 hier bei Raumzeit, muss ich sagen, weil es halt einfach, 00:08:30.093 --> 00:08:34.873 naja, ich meine, es ist halt neu, aber es ist halt auch irgendwie total faszinierend, 00:08:34.973 --> 00:08:37.813 dass es das überhaupt so gibt und es ist noch viel faszinierender, 00:08:37.893 --> 00:08:41.133 dass es jetzt auch gelungen ist, das zu messen. 00:08:42.693 --> 00:08:48.553 Denn es gibt ja im Prinzip, basiert das mehr oder weniger auf Voraussagen von 00:08:48.553 --> 00:08:51.533 Einstein von vor ziemlich genau 90 Jahren tatsächlich. 00:08:52.413 --> 00:08:56.293 Und gesagt hat, so ja hier Gravitation und so Relativitätstheorie, 00:08:56.493 --> 00:08:58.313 so stelle ich mir das Universum vor. 00:08:58.853 --> 00:09:04.753 Hat sich ja auch weitgehend bestätigt bisher, was er an Ideen so formuliert hat. 00:09:04.993 --> 00:09:08.473 Und die Gravitationswellen waren eher so eine Fußnote, sage ich mal. 00:09:09.353 --> 00:09:13.753 Das müsste es eigentlich auch noch geben aber das ist ja kaum zu messen, 00:09:14.823 --> 00:09:16.923 Ob man das jemals finden wird, who knows. 00:09:17.043 --> 00:09:21.603 Also in der Tat hat wohl Einstein schon gesagt, dass es sowas geben muss, 00:09:21.703 --> 00:09:24.863 aber es hat niemand geglaubt, dass man es je messen werden könnte. 00:09:24.943 --> 00:09:29.683 Und es ist heutzutage noch fast so unglaublich, welche Präzision da drin steckt. 00:09:29.803 --> 00:09:35.743 Also es sind ja 10 hoch minus 21 ist die relative Längenänderung von irgendwelchen 00:09:35.743 --> 00:09:38.663 Maßstäben, die durch die Gravitationswelle entstehen. 00:09:38.663 --> 00:09:43.943 Und 10 hoch minus 21 ist also auch eine unvorstellbar kleine Zahl und eine unvorstellbar 00:09:43.943 --> 00:09:46.563 hohe Genauigkeit, mit der diese Geräte arbeiten. 00:09:47.103 --> 00:09:52.063 Genau, jetzt sollten wir nochmal sagen, was es ist. Also es gibt große Ereignisse 00:09:52.063 --> 00:09:56.823 im Universum, die so viel Energie freisetzen, 00:09:57.083 --> 00:10:04.063 dass da nicht nur Dinge abstrahlen, man kennt das ja mit irgendwelchen Gammastrahlen 00:10:04.063 --> 00:10:06.843 Und alles mögliche Puls, 00:10:06.963 --> 00:10:12.643 aber bisher haben wir das Weltall ja eigentlich primär so über elektromagnetische 00:10:12.643 --> 00:10:14.643 Strahlung aller Art wahrgenommen. 00:10:15.143 --> 00:10:20.043 Also Licht natürlich, aber was in anderen Frequenzbereichen noch so zu holen ist. 00:10:21.813 --> 00:10:30.433 Aber nachdem man wusste, dass das Universum oder unsere Annahme derzeit, 00:10:30.653 --> 00:10:33.833 die sich laufend bestätigt, ich muss jetzt schon Wissenschaftler-Sprache sprechen, 00:10:35.293 --> 00:10:40.773 ist, dass wir eben diese Wirkung der Gravitation haben, dadurch, 00:10:40.873 --> 00:10:44.973 dass der Raum gekrümmt ist oder gekrümmt wird durch diese Gravitation. 00:10:44.973 --> 00:10:48.993 Also sprich, da wo viel Masse ist, wie zum Beispiel unsere Sonne, 00:10:49.393 --> 00:10:52.473 krümmt sich der Raum so, dass die Erde, die eigentlich immer geradeaus fliegen 00:10:52.473 --> 00:10:56.753 will, um die Sonne drumherum fliegt. 00:10:56.933 --> 00:11:03.273 Also dieses Bild der Kugel auf so einem Stück Stoff, was halt irgendwie alles mit sich zieht. 00:11:03.813 --> 00:11:10.493 Und diese großen Ereignisse lassen halt diesen Stoff vibrieren in kleinen Stoffen. 00:11:10.493 --> 00:11:15.053 Vielleicht ist es ganz interessant, weil es gibt nämlich sehr gute Analogien 00:11:15.053 --> 00:11:18.233 zwischen der elektromagnetischen Strahlung und der Gravitationsstrahlung. 00:11:18.393 --> 00:11:22.913 Also eigentlich ist es beides dasselbe, nur dass im einen Fall sind es elektrische 00:11:22.913 --> 00:11:26.113 Ladungen, die sich verändern. 00:11:26.553 --> 00:11:29.353 Also wenn irgendwo ein Elektron zum Beispiel von einer Schale auf die andere 00:11:29.353 --> 00:11:33.353 hüpft, dann muss dem Rest des Universums das mitgeteilt werden, 00:11:33.553 --> 00:11:36.673 dass sich sozusagen jetzt die Ladungsverteilung verändert hat und das wird in 00:11:36.673 --> 00:11:38.873 Form von elektromagnetischen Wellen gemacht. 00:11:38.873 --> 00:11:42.553 Wenn ein schwarzes Loch von einer Seite auf die andere springen würde, 00:11:43.353 --> 00:11:48.473 dann muss der Rest des Universums das sozusagen auch mitkriegen und diese Information 00:11:48.473 --> 00:11:52.953 der Änderung der Gravitation wird eben über Wellen nach außen gesendet. 00:11:53.653 --> 00:11:57.513 Man kann sich jetzt eben vorstellen, so eine Art Gummi, wo diese schweren Massen 00:11:57.513 --> 00:12:01.433 drin liegen und dann fliegt das eine um das andere rum, dann wird der Raum sozusagen 00:12:01.433 --> 00:12:06.013 verändert, die Krümmung wird sich sozusagen immer verändern und das wird dann 00:12:06.013 --> 00:12:08.593 in Form von Wellen nach außen getragen. 00:12:09.273 --> 00:12:13.793 Eigentlich wie so Wellen, wenn ein See oder ein Wasser Wellen wirft, 00:12:13.933 --> 00:12:16.213 wenn man einen Stein reinschmeißt. 00:12:16.958 --> 00:12:19.578 Und wie das Licht ist die Ausbreitung in Lichtgeschwindigkeit. 00:12:19.598 --> 00:12:24.418 Mit Lichtgeschwindigkeit, genau. Das konnte man ja wunderbar jetzt messen und 00:12:24.418 --> 00:12:30.998 bestätigen durch das erste Ereignis, was Gravitationswellen und Licht gleichzeitig ausgesandt hat. 00:12:31.518 --> 00:12:35.398 10 hoch minus 21, das ist ja immer wieder so eine Zahl, die kann sich kein Mensch 00:12:35.398 --> 00:12:37.678 vorstellen, beziehungsweise was das bedeutet. 00:12:37.678 --> 00:12:43.718 Wir reden hier von einer Erschütterung unseres Raums und damit ja sozusagen 00:12:43.718 --> 00:12:51.158 einer Ausdehnung, wie so die Effekte, die man so im Film Matrix sieht, 00:12:51.478 --> 00:12:54.278 wenn Neo alles verzerrt, genau, 00:12:55.418 --> 00:13:00.558 nur mitnichten in irgendeiner Form sichtbaren Ausdehnung. 00:13:00.558 --> 00:13:03.998 Es ist nicht so, dass jetzt vor den eigenen Augen alles wabert, 00:13:04.358 --> 00:13:09.238 sondern wir reden hier von einer Distanz, die sozusagen kleiner ist als die 00:13:09.238 --> 00:13:10.758 Ausbreitung eines Atoms. 00:13:10.918 --> 00:13:15.238 Ja, also man kann sagen, wenn man jetzt zum Beispiel 10 Kilometer Armlänge hätte, 00:13:15.538 --> 00:13:18.138 wo die Laserstrahlen hin und her sausen, 00:13:18.638 --> 00:13:22.538 tausendmal, dann kommt man auf 10.000 Kilometer und die Änderungen, 00:13:22.538 --> 00:13:26.358 die man sehen möchte, ist ein Millionstel eines Atomkerndurchmessers. 00:13:26.838 --> 00:13:30.878 Das heißt also, das gibt dann schon so die Größenordnung an 10.000 Kilometer 00:13:30.878 --> 00:13:34.898 auf der einen Seite und beides kann man sich nicht mehr so richtig vorstellen 00:13:34.898 --> 00:13:38.878 und jetzt verbindet man die beiden Sachen, kann man sich erst noch weniger vorstellen. 00:13:40.438 --> 00:13:44.378 Genau, dafür ist dieser Podcast da, um Sachen zu erzählen, die man sich nicht vorstellen kann. 00:13:45.238 --> 00:13:48.718 Aber naja, wenn man jetzt vielleicht mal die konkrete Skalierung ein bisschen 00:13:48.718 --> 00:13:54.718 rauslässt, dann versteht man schon, der Raum zittert und man will dieses Zittern messen. 00:13:55.369 --> 00:13:59.049 Vielleicht kann ich da eins noch dazu sagen und zwar die Gravitationswellen 00:13:59.049 --> 00:14:03.509 haben eine ganz wichtige Charakteristik und zwar wenn man sich so einen, 00:14:03.649 --> 00:14:07.429 sagen wir mal, dieses L-förmigen Detektoren vorstellt, die die Wellen messen, 00:14:07.929 --> 00:14:11.109 wenn der eine Arm kürzer wird, muss der andere automatisch länger werden. 00:14:11.789 --> 00:14:14.829 Oder wenn man einen Kreis hernimmt und eine Gravitationswelle geht durch, 00:14:14.969 --> 00:14:19.749 dann wird die so elliptisch verformt, dass der Kreis sozusagen immer senkrecht 00:14:19.749 --> 00:14:22.249 zu Ellipsen gezogen wird. 00:14:22.509 --> 00:14:27.069 Und das ist eine ganz, ganz wichtige Geschichte, weil damit kann man Störungen 00:14:27.069 --> 00:14:31.969 von anderen, also Gravitationswellen haben eben diese ganz besondere Charakteristik, 00:14:32.029 --> 00:14:36.529 wo man sie raussuchen kann unter sehr, sehr viel Rauschen, was sonst noch existiert. 00:14:37.429 --> 00:14:42.369 Genau, weil die beiden Detektoren, die die erste Gravitationswelle gemessen 00:14:42.369 --> 00:14:44.129 haben, die basieren ja genau auf dieser Idee. 00:14:44.349 --> 00:14:49.049 Man hat halt einfach einen langen Laser, den man über ein paar Kilometer rausschickt. 00:14:49.129 --> 00:14:51.609 Das waren glaube ich vier Kilometer. 4 Kilometer. 00:14:52.429 --> 00:14:57.489 Also es ist eigentlich nur ein Laserstrahl, der durch so ein Prisma geteilt 00:14:57.489 --> 00:15:01.169 wird, das heißt die eine Hälfte geht in die eine Richtung, die andere 90 Grad 00:15:01.169 --> 00:15:03.569 davon entfernt bis zu einem Spiegel, 00:15:03.729 --> 00:15:05.789 dann wieder den Weg zurück und 00:15:05.789 --> 00:15:08.689 wenn es halt jetzt in irgendeiner Form eine Änderung in diesem Raum gibt, 00:15:09.545 --> 00:15:14.825 Dann ist die eine schneller als die andere. Und wenn man dann eben diese beiden 00:15:14.825 --> 00:15:19.605 Lichtwellen wieder übereinander legt, hat man so eine Phasenverschiebung und 00:15:19.605 --> 00:15:21.645 das ist eigentlich das, was man misst. 00:15:21.645 --> 00:15:26.005 Genau, also wenn man Exaktes übereinanderlegt in diesem sogenannten Michelson-Interformator, 00:15:26.065 --> 00:15:28.945 das wurde ja auch vor ungefähr 100 Jahren erfunden, 00:15:29.645 --> 00:15:32.965 dass derselbe Laserstrahl praktisch aufgeteilt wird mit dem Strahlteiler und 00:15:32.965 --> 00:15:37.885 dann wieder mit sich selbst verbunden wird, dann muss das Signal Null sein sozusagen, 00:15:38.385 --> 00:15:41.125 weil die Wellen sich gerade so wieder gegenseitig überlagern, 00:15:41.205 --> 00:15:43.225 dass nichts übrig bleibt. 00:15:43.765 --> 00:15:47.785 Und wenn man dann eine winzig kleine Störung hat, dann kriegt man eben ein kleines 00:15:47.785 --> 00:15:51.525 Lichtsignal und dadurch hat man schon mal einen riesen Hebelarm, 00:15:51.665 --> 00:15:54.025 mit dem man dort das Signal messen kann. 00:15:56.225 --> 00:16:01.665 Und ja, das ist sozusagen das Prinzip und das ist das, was vor zehn Jahren zum 00:16:01.665 --> 00:16:06.145 Einsatz kam und es gab auch nur genau diese beiden Messgeräte. 00:16:07.125 --> 00:16:12.385 Wenig überraschend gab es dafür dann den Nobelpreis im Jahr drauf schon für 00:16:12.385 --> 00:16:19.445 diese Forschung, weil das natürlich monumental ist und vor allem ist es ja dann eben auch so die, 00:16:20.645 --> 00:16:24.085 Geburt einer ja einer komplett neuen, 00:16:25.645 --> 00:16:27.305 Wahrnehmungsfähigkeit Völlig neues Fenster. 00:16:27.365 --> 00:16:31.205 Was da aufgegangen ist Vielleicht sollte man dazu sagen, dass da 30 Jahre Arbeit 00:16:31.205 --> 00:16:36.205 vorangegangen sind also das war ja sozusagen, als dann Advanced LIGO das gemessen 00:16:36.205 --> 00:16:40.645 hat, da gab es ja vorher schon viele Generationen von anderen Gravitationswellendetektoren. 00:16:40.945 --> 00:16:46.225 Und da hat ja auch zum Beispiel das Geo 600 in Hannover, was du auch schon besucht 00:16:46.225 --> 00:16:49.825 hast, eine Rolle gespielt, weil diese neuen Detektoren, die da bei Advanced 00:16:49.825 --> 00:16:53.645 LIGO eingesetzt wurden, dann eben den Durchbruch geschafft haben. 00:16:54.205 --> 00:16:59.025 Also es sind einfach, man muss eben riesige Berge von Rauschen erstmal überwinden 00:16:59.025 --> 00:17:03.505 und nach unten klopfen, bevor man dann das Signal bekommt. 00:17:04.732 --> 00:17:09.612 Genau, weil das kam ja auch schon in der ersten Sendung hier zur Sprache. 00:17:10.072 --> 00:17:14.752 Diese Vibrationen, die man dort sieht, die kann halt von allem kommen. 00:17:14.932 --> 00:17:22.252 Irgendein Hase läuft an der Installation vorbei, Wellen treffen auf die Küste, 00:17:22.672 --> 00:17:24.872 paar hundert Kilometer entfernt, aber egal. 00:17:25.192 --> 00:17:27.472 Der ICE-Fahrplan, den kann man dort auch sehen. 00:17:28.712 --> 00:17:32.972 Nur dass all diese Änderungen halt nicht immer eine Änderung in beide Richtungen bringen. 00:17:33.372 --> 00:17:37.732 Und das ist sozusagen die Basis, dass man das alles rausrechnen kann, 00:17:37.732 --> 00:17:40.172 aber man muss es dann auch noch rausrechnen. 00:17:40.192 --> 00:17:44.592 Und dann hat man eben bei der LIGO zwei Detektoren, die tausende von Kilometern 00:17:44.592 --> 00:17:48.472 entfernt sind und wenn der eine so irgendeine Erschütterung sieht, 00:17:48.632 --> 00:17:51.372 die nicht aus dem Weltall kommt, dann sieht das der andere nicht. 00:17:51.632 --> 00:17:55.412 Aber wenn es wirklich aus dem Weltall kommt, dann müssen sie beide gleichzeitig sehen. 00:17:55.612 --> 00:17:59.032 Und das Das ist der Grund, warum man halt mindestens zwei braucht, 00:17:59.212 --> 00:18:04.192 beziehungsweise das ist auch der Grund, warum man dann auch gerne noch mehr als nur zwei hätte, 00:18:04.592 --> 00:18:08.352 weil dadurch, dass diese Gravitationswellen sich natürlich mit Lichtgeschwindigkeit 00:18:08.352 --> 00:18:13.512 ausbreiten, was ja erstmal sehr schnell klingt, ist das trotzdem schon in unserem 00:18:13.512 --> 00:18:15.812 planetären Maßstab so ein Unterschied. 00:18:15.812 --> 00:18:21.352 Das heißt, kommt die Gravitationswelle aus der einen Richtung des Universums 00:18:21.352 --> 00:18:26.612 und eine andere aus der anderen, dann hat man unterschiedliches Zeitverhalten 00:18:26.612 --> 00:18:27.952 bei den einzelnen Detektoren. 00:18:28.352 --> 00:18:31.072 Also zunächst kann man sich das ja vorstellen wie ein Mikrofon, 00:18:31.152 --> 00:18:34.292 was einfach allen Lärm hört, der aus allen Richtungen kommt. 00:18:34.612 --> 00:18:39.012 Und wenn man dann zwei Mikrofone hat, dann hat man ja schon Stereoinformationen. 00:18:39.012 --> 00:18:43.952 Und ideal ist es, dass man drei oder vier hat, sodass man eben die Lichtquelle 00:18:43.952 --> 00:18:48.912 oder die Gravitationsquelle möglichst gut am Himmel festzurren kann. 00:18:52.673 --> 00:18:58.033 Es gibt Frequenzen letzten Endes in diesen Wellen und wenn man dann wieder das 00:18:58.033 --> 00:19:00.653 so vergleicht mit Sound oder so, denkt man sich so, ja okay, 00:19:00.813 --> 00:19:04.073 gibt es dann also unterschiedliche Frequenzen. 00:19:04.073 --> 00:19:08.393 Dieser ganzen Detektion ist ja auch noch was vorhergegangen, 00:19:08.573 --> 00:19:12.813 was ich auch extrem faszinierend fand, dass man ja sagen könnte, 00:19:13.533 --> 00:19:15.013 okay, wir werden da irgendwas messen. 00:19:15.153 --> 00:19:23.433 Die Frage ist, wie sieht das aus und was können wir daraus ablesen und dementsprechend 00:19:23.433 --> 00:19:28.133 ist ja viel Arbeit geleistet worden auf der mathematischen Ebene, dass es, 00:19:28.533 --> 00:19:33.053 wenn ich das richtig erinnere, zwei unabhängig voneinander arbeitende Teams 00:19:33.053 --> 00:19:37.673 gab, die sozusagen diese Frage beantworten wollten, die also quasi rein mathematisch 00:19:37.673 --> 00:19:39.653 gesagt haben, ja okay, wenn es das gibt, 00:19:40.173 --> 00:19:45.233 dann müsste sich das bei dieser Messmethode auf diese Art und Weise niederschlagen. 00:19:45.333 --> 00:19:51.073 Das heißt, das Bild, was man letzten Endes sieht in dieser gemessenen Frequenzänderung, 00:19:51.213 --> 00:19:55.193 sieht so und so aus, je nachdem, welches Ereignis man hat. 00:19:55.573 --> 00:20:01.133 Man muss dazu sagen, dass das natürlich im Endeffekt dann extrem relativistische Vorgänge sind. 00:20:01.133 --> 00:20:05.653 Also man hat dann sozusagen Krümmungen der Raumzeit, die fast 100 Prozent sind, 00:20:05.853 --> 00:20:10.313 man redet ja von schwarzen Löchern und es war lange Zeit nicht möglich, 00:20:10.513 --> 00:20:15.393 solche Simulationen tatsächlich dann mit der richtigen Physik zu machen und 00:20:15.393 --> 00:20:19.013 das war, bevor die Entdeckung dann kam, war das ein Durchbruch, 00:20:19.093 --> 00:20:21.093 dass zwei Gruppen praktisch das geschafft haben, 00:20:21.933 --> 00:20:27.633 wirklich allgemein relativistische Simulationen von solchen Vereinigungsprozessen zu machen. 00:20:28.093 --> 00:20:31.773 Weil wir ja hier jetzt ein Audio haben, ich kann mal versuchen, 00:20:31.793 --> 00:20:34.633 das vorzusingen, wie so ein Signal klingt. 00:20:35.433 --> 00:20:38.473 Also wenn man zwei schwarze Löcher hat, die sich einander umkreisen, 00:20:39.013 --> 00:20:42.613 das ist ja wie so ein Sinussignal. Also da gibt es so ein tiefes Brummen. 00:20:45.133 --> 00:20:49.153 Und dann kommen die langsam näher, weil sie Gravitationswellen verlieren, 00:20:49.333 --> 00:20:51.073 also Gravitationsenergie verlieren. 00:20:51.353 --> 00:20:53.253 Und dann wird das Brummen etwas höher. 00:20:56.959 --> 00:20:59.719 Und dann haben sie sich miteinander vereinigt. Und dieses Zip, 00:20:59.919 --> 00:21:02.639 das nennt man ein Chirp, wie ein Vogelswitschern. 00:21:03.439 --> 00:21:07.959 Und das war praktisch, diese Simulation hat eben diese Chirps vorhergesagt und 00:21:07.959 --> 00:21:10.199 das war genau das Signal, was man dann gesehen hat. 00:21:11.099 --> 00:21:16.259 Und das alles einen Tag, nachdem man die neue Technik installiert hat und alle haben sich angeschaut. 00:21:16.279 --> 00:21:20.219 Ja, es war noch gar nicht im offiziellen Messbetrieb. 00:21:21.139 --> 00:21:26.139 Und es war auch interessant, dass die beiden Herren, die das erstes gesehen 00:21:26.139 --> 00:21:27.659 haben, waren in Hannover gesessen, 00:21:27.759 --> 00:21:32.919 weil das ist ja ein internationales Projekt und die Messungen laufen praktisch 00:21:32.919 --> 00:21:36.619 Tag und Nacht über und während es in den USA noch Nacht war, 00:21:37.239 --> 00:21:41.959 saßen die hier in Hannover und haben das Signal praktisch gesehen und erstmal 00:21:41.959 --> 00:21:44.839 überhaupt nicht geglaubt, aber das war wirklich fantastisch. 00:21:45.659 --> 00:21:49.539 Kann man sich überhaupt nicht vorstellen, wie es den Leuten in dem Moment ging. 00:21:50.539 --> 00:21:54.019 Aber wir reden ja jetzt dann auch über, wie es heute aussieht. 00:21:54.279 --> 00:21:59.659 Und vielleicht kann ich da eine kurze Brücke schlagen. Ganz vor kurzem hat der 00:21:59.659 --> 00:22:04.599 neue LIGO-Detektor, also der wesentlich empfindlicher ist, fast exakt das gleiche 00:22:04.599 --> 00:22:06.479 Signal gesehen, was damals. 00:22:06.719 --> 00:22:09.939 Also entstanden ist mit 30 Sonnenmassen, zweimal 30 Sonnenmassen. 00:22:09.939 --> 00:22:15.479 Inzwischen ist die Signifikanz der Messergebnisse dramatisch verbessert worden 00:22:15.479 --> 00:22:20.599 und jetzt kann man alle möglichen hochinteressanten Dinge aus diesem Signal 00:22:20.599 --> 00:22:23.019 ableiten, die man am Anfang noch nicht konnte. 00:22:23.259 --> 00:22:27.179 Also das ist eigentlich eine schöne Brücke, dass wir heute zwar immer noch diese 00:22:27.179 --> 00:22:32.139 Signale sehen, aber inzwischen mit wesentlich höherer statistischer Aussagekraft. 00:22:32.139 --> 00:22:35.519 Genau, das ist ja auch im Wesentlichen der Gedanke jetzt dieser Sendung, 00:22:35.579 --> 00:22:38.579 dass wir ein bisschen drauf schauen wollen, was eigentlich sich jetzt in diesen 00:22:38.579 --> 00:22:41.559 zehn Jahren getan hat. Dieser Chirp, 00:22:43.341 --> 00:22:48.001 Also nicht nur, dass man jetzt daran sieht, okay, so sieht das aus, 00:22:48.081 --> 00:22:52.721 wenn zwei schwarze Löcher sich miteinander vereinigen, sondern man konnte ja 00:22:52.721 --> 00:22:56.781 auch schon diverse Parameter daraus ziehen, nämlich in etwa, 00:22:57.461 --> 00:22:59.541 wie groß sind die jeweils? 00:22:59.541 --> 00:23:03.941 Das heißt, das sind sozusagen in dieser Kurve steckende Informationen. 00:23:04.541 --> 00:23:10.621 Man sieht nicht nur, sind schwarze Löcher, sondern man kann quasi zurückrechnen, was da war. 00:23:10.621 --> 00:23:11.381 Wie schwer die sind. 00:23:11.541 --> 00:23:11.681 Genau. 00:23:12.861 --> 00:23:18.681 Man kann den Abstand, also die Entfernung bestimmen, also die kosmologischen Entfernungen. 00:23:19.481 --> 00:23:24.141 Man kann bestimmen, wie sich die drehen, also ob sich die beiden schwarzen Löcher 00:23:24.141 --> 00:23:28.101 stark drehen oder ob die sich ruhig verhalten. 00:23:29.061 --> 00:23:34.121 Und jetzt eben in letzter Zeit, was ganz fantastisch war, man kann auch die 00:23:34.121 --> 00:23:36.841 Oberfläche der beiden schwarzen Löcher messen. 00:23:37.181 --> 00:23:41.461 Also was Stephen Hawkins hat vorhergesagt, dass wenn sich zwei schwarze Löcher 00:23:41.461 --> 00:23:46.161 miteinander vereinigen, dann soll die Oberfläche des neuen schwarzen Loches, 00:23:46.161 --> 00:23:50.241 was entsteht, größer sein als die beiden Oberflächen der vorhergehenden Schwarzen Löcher. 00:23:50.321 --> 00:23:55.241 Und das konnte man jetzt vor kurzem das erste Mal beweisen. Das war auch fantastisch. 00:23:55.541 --> 00:23:57.841 Auch rein aus dieser Gravitationswellen? 00:23:57.921 --> 00:24:00.521 Aus der Form des Wellenzuges, ja. 00:24:01.201 --> 00:24:02.161 Okay, irre. 00:24:03.221 --> 00:24:03.781 Ja. 00:24:06.034 --> 00:24:09.634 Genau. Kommen wir doch vielleicht mal so ein bisschen auf diese Detektoren selbst, 00:24:09.814 --> 00:24:13.954 die jetzt bisher eingesetzt wurden und die es vor allem seitdem neu gab. 00:24:14.094 --> 00:24:18.394 Also alles begann halt mit Geo 600, das ist eben diese Forschungsstation in 00:24:18.394 --> 00:24:21.814 der Nähe von Hannover bei Hillesheim, irgendwo so auf dem Feld. 00:24:22.674 --> 00:24:30.134 Ich war da ja, also eine unscheinbarere Erscheinung als das geht irgendwie gar nicht. 00:24:30.434 --> 00:24:34.394 Also man hat fast das Gefühl, man steht da so ein bisschen im Nichts. 00:24:34.494 --> 00:24:35.054 So verloren. 00:24:35.474 --> 00:24:40.474 Und dann sind da so ein paar kleine Gebäude und man kommt rein und es ist alles voll mit Technik. 00:24:40.614 --> 00:24:44.534 Und ja, es wird einem dann schnell klar so, okay, aber hier ist quasi gerade 00:24:44.534 --> 00:24:45.094 eine... Es ist Hightech. 00:24:45.434 --> 00:24:49.274 Es ist Hightech, aber es ist halt auch so ein bisschen die Geburtsstätte einer 00:24:49.274 --> 00:24:51.374 kompletten neuen Astronomieform. 00:24:53.374 --> 00:24:57.054 Und dort wurde die Technik entwickelt, aber man hatte dort nicht den Platz. 00:24:57.494 --> 00:25:00.694 Platz hat man immer in Amerika. Finde ich ehrlich gesagt ein bisschen... 00:25:01.546 --> 00:25:05.046 Schade, merkwürdig, ich habe mich ein bisschen gewundert, wenn das jetzt sozusagen 00:25:05.046 --> 00:25:08.326 in Deutschland entwickelt ist, warum gab es da nicht den Push sowas dann auch 00:25:08.326 --> 00:25:12.186 gleich in Deutschland aufzubauen oder ist Deutschland einfach generell nicht 00:25:12.186 --> 00:25:15.026 mehr geeignet, ob seiner dichten Bebauung für so etwas? 00:25:15.086 --> 00:25:18.926 Ja, also man braucht natürlich viel Platz und man braucht sehr, 00:25:18.926 --> 00:25:26.606 sehr ruhige Gebiete und das ist halt im Sumpf in Louisiana oder auch an der 00:25:26.606 --> 00:25:29.646 Westküste, also Amerika hat halt einfach viel mehr Platz. 00:25:30.366 --> 00:25:34.466 Also da wurden die auf jeden Fall gebaut. Das sind also diese beiden LIGOS, 00:25:34.626 --> 00:25:41.826 diese L-förmigen Lasermessinstrumente mit der Technik aus Deutschland und die 00:25:41.826 --> 00:25:45.306 haben diese erste Detektion gemacht, aber seitdem ist ja einiges passiert. 00:25:45.566 --> 00:25:48.826 Mittlerweile gibt es ja noch sehr viel mehr Gravitationsdetektoren. 00:25:48.826 --> 00:25:53.266 Genau, also sehr früh gab es dann schon den Virgo-Detektor in der Nähe von Pisa, 00:25:53.626 --> 00:25:55.326 also die italienischen Kollegen, 00:25:55.786 --> 00:26:02.486 der hat drei Kilometer Kantenlänge und dann kam dazu der Kagra-Detektor in Japan, 00:26:02.906 --> 00:26:06.006 der hat also als Besonderheit schon, dass er unter der Erde ist, 00:26:06.186 --> 00:26:10.546 der wird also in den Fels geschlagen, weil man eben versuchen möchte, 00:26:10.806 --> 00:26:17.626 die Störungen, die auf der Erdoberfläche existieren, halt so gut wie möglich zu reduzieren. 00:26:17.626 --> 00:26:21.166 Und es entsteht ein neuer Detektor in Indien. 00:26:21.886 --> 00:26:26.586 Das heißt also idealerweise hat man dann ein ganzes Netzwerk von Gravitationsdetektoren. 00:26:27.286 --> 00:26:32.766 Sowohl Kagara als auch der indische Detektor sind noch nicht so richtig in Betrieb, 00:26:32.946 --> 00:26:37.006 weil Kagara hatte dann Schwierigkeiten mit Wasser, 00:26:38.154 --> 00:26:42.674 Problem, Wassereinbruch in dem Tunnel da und das sind halt Herausforderungen, 00:26:42.854 --> 00:26:46.594 die ziemlich schwierig sind. 00:26:48.074 --> 00:26:53.534 Virgo arbeitet jetzt auch schon die ganze Zeit ganz gut mit, 00:26:53.654 --> 00:26:57.114 aber ist leider noch nicht, hat noch nicht so einen großen Schritt in seiner 00:26:57.114 --> 00:27:00.454 Empfindlichkeit gemacht wie die beiden LIGO-Detektoren. 00:27:00.694 --> 00:27:03.214 Also im Moment ist tatsächlich LIGO führend. 00:27:05.094 --> 00:27:07.234 Indigo heißt glaube ich das Ding in Indien? 00:27:10.054 --> 00:27:14.254 Genau. Das heißt, es gibt theoretisch, wenn die alle mal so richtig im Betrieb 00:27:14.254 --> 00:27:23.494 sind, gibt es zweimal LIGO, dann Indien, Japan und Dings, also fünf Stück, die dann, 00:27:24.114 --> 00:27:29.574 also vor allem natürlich erstmal so diese dreidimensionale Ortung eines Signals 00:27:29.574 --> 00:27:30.854 nochmal deutlich verbessern dürfen. 00:27:31.354 --> 00:27:31.734 Genau, genau. 00:27:32.294 --> 00:27:35.414 Gibt es darüber hinaus noch einen Nutzen, dass man so viele hat? 00:27:35.414 --> 00:27:40.934 Naja, es ist eben so häufig, also nicht immer, aber es passiert immer wieder 00:27:40.934 --> 00:27:43.674 mal, dass einer der Detektoren ausfällt oder einen Glitsch hat. 00:27:43.874 --> 00:27:48.074 Also das passiert eben manchmal, dass dann gerade ein Nasswagen vorbeifährt 00:27:48.074 --> 00:27:53.034 oder die Stromleitung gerade eingeschaltet wird, während andere ein interessantes Signal sieht. 00:27:53.354 --> 00:27:56.934 Und wenn man jetzt drei hat, ist es schon besser und mit fünf ist es noch besser. 00:27:56.934 --> 00:28:02.614 Also es ist einerseits Redundanz und andererseits eben die Fähigkeit, 00:28:02.814 --> 00:28:06.334 möglichst genau den Ort festzulegen, woher die Quelle kam. 00:28:06.474 --> 00:28:09.994 Das heißt, sie sind auch alle fünf unmittelbar miteinander verbunden? 00:28:10.434 --> 00:28:16.854 Also unmittelbar insofern, als die sozusagen in diesem International Gravitational 00:28:16.854 --> 00:28:22.274 Wave, also Observatory, dann miteinander kooperieren. 00:28:22.854 --> 00:28:26.514 Sie sind jetzt nicht physikalisch verbunden miteinander, sondern auch über die Daten. 00:28:26.854 --> 00:28:27.634 Ja, klar. 00:28:27.934 --> 00:28:29.614 Man muss halt sehr, sehr genau... 00:28:29.959 --> 00:28:36.219 Die Zeit auf jedes Ereignis stempeln und dann kann man die miteinander korrelieren 00:28:36.219 --> 00:28:38.559 später und kann praktisch die Daten dann, 00:28:39.239 --> 00:28:42.959 also später heißt innerhalb von wenigen Minuten werden dann die Informationen 00:28:42.959 --> 00:28:47.919 miteinander zusammengelegt, um möglichst gute Lokalisation zu haben. 00:28:48.359 --> 00:28:53.199 Wir reden ja von explosiven Ereignissen, also die passieren nur einmal irgendwo 00:28:53.199 --> 00:28:56.359 und wenn man das verpasst und spät hingeschaut hat, dann war es das. 00:28:56.459 --> 00:28:58.099 Das heißt man muss möglichst schnell reagieren. 00:28:58.099 --> 00:29:02.179 Wie kriegen die Zeitsynchronisationen hin? 00:29:03.159 --> 00:29:09.219 Ich glaube, auf der Ebene geht es noch mit GPS-Zeiten. 00:29:09.779 --> 00:29:14.099