Eine neue Mission sucht nach Wellen in der Raumzeit

In den fernen weiten des Universums sind explodierende Sterne und supermassive schwarze Löcher die Struktur der Raumzeit Biegung. Es ist schwer, unsere Gehirne um solch enorme Kräfte zu wickeln, aber wir möglicherweise in der Lage, ihnen in Form von Gravitationswellen zu quantifizieren. Eine neue Mission der Europäischen Weltraumorganisation markiert der Menschheit ersten kühnen Versuch zu tun in den Weltraum.

In diesem Herbst wird der ESA LISA Pathfinder in den Weltraum auf einen Kurs für die L1 Lagrange-Punkt gestrahlt werden. Fast 1 Million Meilen von der Erde entfernt, beginnen es Pilot-Test Basistechnologien für die Erkennung von schwer fassbaren Gravitationswellen. Die Miniatur-Wissenschaft-Sternwarte verabschieden sich die Öffentlichkeit diese Woche auf dem Display an einem Test Zentrum in Ottobrunn, Deutschland zum letzten Mal vor seiner langen Reise.

"Dies ist ein extrem herausfordernde Mission, die den Weg für weltraumgestützte Zukunftsprojekte zu beobachten, Gravitationswellen, öffnen ein neues Fenster zum Kosmos zu erforschen," sagte LISA Pathfinder-Projektwissenschaftler Paul McNamara ESA News.

LISA Pathfinder Start Komposit im Testzentrum der IABG in Ottobrunn bei München, Deutschland, am 31. August 2015

Gravitationswellen, Wellen im Gefüge der Raumzeit verursacht durch solche katastrophalen Ereignisse wie die Verschmelzung von supermassive schwarze Löcher wurden zuerst von Albert Einstein im Jahre 1915 vorhergesagt. Im Gegensatz zu elektromagnetischer Strahlung, die von Zeug streuen kann, wie es durch den Raum reisen, durchdringen Gravitationswellen alle Materie, so dass Physiker "zurück an den Anfang des Universums mit minimaler Störung zu sehen".

Wenn nur wir sie erkennen könnte. Es nimmt ungeheure Energie Gravitationswellen entstehen, noch diese Raumzeit-Wellen sind außerordentlich schwach. Um sie zu finden, brauchen wir Instrumente in der Lage, präzise Messungen der kleinen Abstand Änderungen zwischen weit entfernten Objekten. Bodengebundenen Observatorien möglicherweise bald genügend Sensibilität, sie zu erkennen, doch diese Instrumente haben einige Einschränkungen. Ein Baum fallen oder Güterzug vorbei Poltern wird zeigen, bis auf ihre Detektoren und machen es schwierig, eine schwache Gravitationswelle Signal zu sehen. Und bodengestützten Observatorien beschränken sich auf einen kleineren Bereich von Wellenlängen.

Weltraum, dann gehen Forscher jetzt. Außerhalb die Schwerkraft der Erde gut können wir eine breitere net gegossen; viel weiter auseinander, als wir auf der Erde können zwei Objekte positionieren. Dadurch werden Physiker nach Gravitationswellen über einen größeren Wellenlängen, erhöht unsere Chancen zu finden, sie zu suchen.

Physiker ein weltraumgestützten Gravitationswellendetektor Observatorium am liebsten wäre, die den Abstand zwischen zwei Objekten 1 Million Kilometer (621.000 Meilen) auseinander von über einem Millionstel einer Millionstel Meter schwanken beobachten können. Sie können sich vorstellen, wird das ein wahnsinnig schwierig Experiment eingerichtet werden. Also fangen wir klein.

Künstlerische Darstellung von der LISA Pathfinder Technologie-Paket, das die ersten Präzisions-Verfolgung von zwei Objekten im freien Fall durchführen wird.

Die LISA Pathfinder-Mission werden unsere Trockenlauf Tests grundlegende Technologien zur Detektion von Gravitationswellen in einem kleinen, engen Raum. Das Experiment wird ein paar von 4,6 cm (1,8 Zoll) solid Gold-Platin-Würfel getrennt von nur 38 cm (15 Zoll) in zwei Elektroden Gehäuse Kisten (die die Würfel von den Auswirkungen des Sonnenwindes Schirmen) fallen. Der Pathfinder werden die Positionen der zwei Würfel beobachten, wie sie freier Fall, geben Sie mit einem Präzisions-Laser-Interferometer. Es werden versuchen, ihre relative Position auf das Niveau der Präzision einer ausgewachsenen Gravitational Wave Observatory aufrecht zu erhalten.

Wenn wir das tun können, erhalten wir nur unseren ersten kleinen Hauch der Raumzeit Wellen, die Physiker seit einem Jahrhundert verfolgt haben.

LISA Pathfinder startet November dieses Jahres vom europäischen Weltraumbahnhof in Kourou, Französisch-Guayana. Halten wir ein wachsames Auge auf sie, also zurück auf Updates prüfen!

[ESA News | NASA]

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Oberen, mittleren und unteren Bilder Kredit: ESA/ATG Medialab, ESA – P. Sebirot, 2015