Raum-Zeit-Wellen: Wie konnten Wissenschaftler Schwerewellen erkennen

Seit Jahren versuchen Wissenschaftler — und nicht-theoretischen Wellen in der Raumzeit genannt Gravitationswellen zu erkennen. Aber neue Forschung schlägt vor, dass Gebäude nur eine weitere Detektor endlich den Trick tun könnte.

Vier Gravitationswellendetektoren sind derzeit in Betrieb. Vorschläge wurden eingereicht, um drei weitere, jeweils eine in Japan, Australien und Indien zu bauen. Nur eine davon wäre das Doppelte der Himmel bedeckt bei der aktuellen Suche nach Gravitationswellen und würde drastisch erhöhen die Chancen auf eine Erkennung, laut der Studie.

Die Studie wurde von dem Physiker Bernard Schutz des Albert-Einstein-Institut in Deutschland, Mai 27 in der Zeitschrift Classical and Quantum Gravity veröffentlicht.

Gravitationswellen: die Grundlagen

Gravitationswellen, von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie vorhergesagt werden gedacht, um durch einige der heftigsten Ereignisse im Universum, wie die Kollision zweier Neutronensterne erstellt werden.

Neutronensterne sind extrem dichten Toten Sterne übrig, wenn Supernova-Explosionen. Wenn zwei ineinander übergehen, werden sie voraussichtlich starke Gravitationswellen freigeben, die auf der Erde nachweisbar sein sollte. [6 weird Facts über die Schwerkraft]

Eine vorgeschlagene NASA/ESA-Mission, ein System von Satelliten, Raum für diese Wellen jagen senden wurde dieses Jahr aus Mangel an Finanzierung abgebrochen. Das Projekt hieß LISA.

Im vergangenen Jahr schätzungsweise eine weitere Studie bis 2016 die vier bestehenden Gravitationswellendetektoren wäre in der Lage zu erkennen, im Durchschnitt 40 Neutronenstern Fusion Events pro Jahr. Diese Quote konnte auf 160 Veranstaltungen pro Jahr mit verbesserten Datenanalysetechniken gesteigert werden, die Forschung zu finden. [Fotos: schwarze Löcher des Universums]

Die Positionierung des aktuellen Netzwerks macht eigentlich eine starke Zunahme in Erkennungsrate unwahrscheinlich, andere Wissenschaftler sagen; Schütz hat jedoch gezeigt, dass mit jedem der drei vorgeschlagenen neuen Standorte Dinge dramatisch verändern würde.

Die Zugabe von allen drei neue Detektoren die Erkennung von rund 370 Veranstaltungen pro Jahr ermöglichen würde, die nach ein paar Jahren auf 500 Ereignisse erhöhen könnte, fand Schutz.

Diese Detektoren sind am ehesten zu "Zwischenspurts" von Gravitationswellen, die aus zwei Sternen oder zweier Schwarzer Löcher umkreisen einander begegnen.

"Die Verbesserungen, die durch neue Detektoren sind viel größer als die angemessene zusätzliche Investitionen erforderlich," sagte Schütz in einer Erklärung. "Der neue Detektor in Japan, im vergangenen Jahr zugelassen würde hinzufügen zusätzliche Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit und Himmel Berichterstattung erheblich verbessern. Nicht nur wäre wir sicherer als jemals Entdeckungen zu machen, wir beginnen würden, Neutronensternen und Gamma Ray Bursts mit Informationen erhältlich auf keine andere Weise studieren zu können."

Eine neue Art des Sehens des Universums

Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie beschreibt, wie Objekte mit Masse beugen und Raum-Zeit-Kurve. Stellen Sie sich vor, hielt eine straffe Bettlaken und einen Fußball in der Mitte platzieren. Ebenso wie das Bett Blatt Kurven rund um den Fußball, Raum-Zeit-Kurven um Objekte mit Masse.

Und wie die Wellen über einem See bewegen, verringert die Verzerrung im Raum-Zeit-verursacht durch eine beschleunigte Objekte schrittweise in Kraft, so dass mit der Zeit sie schließlich Erde erreichen, sie sind sehr schwer zu erkennen. Hart, aber nicht unmöglich.

"In my Mind, Erkennung von Gravitationswellen eröffnet eine neue Art des Universums zu untersuchen", sagte Schütz. "Wir erwarten, dass häufige Erkennungen von Gravitationswellen aus Verschmelzungen schwarzer Löcher, dessen Wellen eine unverkennbare Handschrift tragen werden. Da Gravitationswellen die einzige Strahlung, die schwarze Löcher sind, werden wir zum ersten Mal eine direkte Beobachtung eines schwarzen Lochs haben."

Die Wellen könnten auch einige anderen geheimnisvollen und mächtigen kosmischen Ereignisse untersuchen Forscher helfen.

"Gravitationswellen große Durchschlagskraft, so dass sie direkt ins Zentrum der Systeme zuständig für Supernova-Explosionen, Gamma Ray Bursts und eine Fülle von anderen Systemen bisher verborgen sehen können", sagte Schütz.

Drei der vier aktuellen Gravitationswellendetektoren existieren im Rahmen des Projekts LIGO – zwei in Hanford, Washington, und in Livingston, Louisiana – während einer anderen Detektor in Cascina, Italien, im Rahmen des Projekts Jungfrau vorhanden ist.

Finanzierung hat für eine zusätzliche Detektor befindet sich in Japan, mit weiteren Vorschlägen für die Entwicklung von Detektoren in Australien und Indien begonnen. Es wurde auch vorgeschlagen, eine der Hanford Detektoren nach Australien ausgewandert.

Ein Miteigentum britisch-deutschen-Detektor, in der Nähe von Hannover, wird Beobachtungen für Gravitationswellen diesen Sommer beginnen. Diese Anlage, genannt GEO600, weiterhin schauen, bis die LIGO und Jungfrau Melder wieder voll funktionsfähig.

Wurde diese Geschichte von SPACE.com, eine Schwester Website LiveScience zur Verfügung gestellt. SPACE.com für die neuesten Weltraumwissenschaft und Exploration News auf Twitter folgen @Spacedotcom und auf Facebook.