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  • Astrophysik: US-Forscher erbringen Beweis für die Existenz von Gravitationswellen

    Astrophysik: US-Forscher erbringen Beweis für die Existenz von Gravitationswellen

    Vor 100 Jahren sprach Albert Einstein über Perturbationen des Raums und der Zeit, die durch die Bewegung von Himmelskörpern mit einer riesigen Masse verursacht werden. Er rief die Hypothese ins Leben, laut der es im Universum Gravitationswellen gebe, die dieses von einem Ende zum anderen durchqueren. Die Theorie des bekannten Physikwissenschaftlers konnte bis vor kurzem nicht von der Wissenschaft bewiesen werden. Neulich kündigte aber ein Team amerikanischer Wissenschaftler an, es habe Gravitationswellen direkt erkannt. Diese haben eine Struktur, die jener des Lichts ähnelt. Es handelt sich um Strahlen elektromagnetischer Art. Deren Schwingungen sind allerding der Raum und die Zeit, so wie wir diese kennen. Wir können folgenden Vergleich machen: Wenn wir elektrisch geladene Teilchen in Bewegung setzen, erzielen wir Licht. Wenn wir aber ganze Materiemassen in Bewegung setzen, erzielen wir Gravitationswellen“, erklärte der NASA-Physiker Ira Thorpe. Die direkte Erkennung erfolgt nach einem gewaltigen kosmischen Ereignis: Zwei schwarze Löcher, eines 35mal, das andere 30mal grö‎ßer als die Sonne, sind eine Milliarde Lichtjahren von uns entfernt fusioniert. In den letzten Augenblicken haben sich diese dutzende Male pro Sekunde umeinander gedreht. Jedes davon hatte die Hälfte der Lichtgeschwindigkeit, als sie aufeinander geprallt sind, erklärte die Astrophysiker. Der Wissenschaftsjournalist Alexandru Mironov erläutert für uns:



    Das ist ein epochales Ereignis. Es ist ein Augenblick in der Geschichte, der der Entdeckung des Higgs-Bosons gleicht, des Teilchens, das jedem Stoff Masse verleiht. Jeder wei‎ß, dass, wenn man einen Ball in die Luft wirft, der Ball wieder auf den Boden fällt. Wir haben bereits gelernt, dass sich der Mond um die Erde dreht, die Erde um die Sonne. Das alles bedeutet Anziehungskraft. ›Wie wirkt sich diese aus?‹ war aber die Frage. Wahrscheinlich durch Gravitationswellen, wahrscheinlich gibt es einige Teilchen. Genauso wie Licht aus Photonen — aus kleinen Lichtteilchen — besteht, gibt es wahrscheinlich auch etwas, das Graviton hei‎ßt, vermuteten Forscher, und dieses etwas werden wir ‚schnappen‘ und ‚aufdecken‘. Dafür hat man spezielle Anlagen gebaut, Laser-Interferometer, bezeichnet als LIGO, die praktisch zwei senkrecht aufeinander fallende Laserstrahlen darstellen, geeicht und kalibriert, sodass sie von nichts bewegt werden. Diese Strahlen warten, sie sind eine Falle für Gravitationswellen, die irgendwo möglich zum Vorschein kommen werden. Das ist in Milliarden Lichtjahren Entfernung von uns auch passiert. Es ist eine derma‎ßen gro‎ße Materie- und Energiekonzentration entstanden, dass die Textur des Universums gerüttelt wurde. Die Bewegung, dieses Erdbeben der Gravitationswellen hat auch uns erreicht.“




    Nach der Entdeckung des Gottesteilchens“ vor einigen Jahren stuft die Wissenschaft die experimentale Entdeckung von jetzt als au‎ßergewöhnliche Errungenschaft ein. Die Wissenschaftler haben das erkannte Signal in Radiowelle umgewandelt und konnten somit das Geräusch zweier schwarzer Löcher hören, die gegeneinander geprallt sind. Aus Washington erhielten wir kurze Zeit danach einen Beitrag von unserer Radio-Rumänien-Korrespondentin Doina Saiciuc:



    Die Entdeckung der Gravitationswellen eröffnet einen neuen Weg für die Beobachtung des Universums. Es ist so, als würde man einen Stummfilm in einen Film mit Ton umwandeln, denn diese Wellen sind der Ton des Universums. ‚Bis zu diesem Moment haben wir auf den Himmel geblickt, doch wir konnten seine Musik nicht hören‘ — sagte Astrophysiker Szabolcs Marka von der Columbia-Universität in New York, eines der Mitglieder des Teams, das die Entdeckung machte. Der Himmel werde nicht mehr derselbe sein — meinte er noch. Am 14. September 2015, um 5:51 Uhr Ortszeit, haben die Laser-Sensoren des Interferometers Gravitational Wave Observatory — LIGO in Livingston, Bundesstaat Louisiana, und Handford, Bundesstaat Washington, die in die Raum-Zeit-Struktur entstandenen Strahlen gemessen — die Gravitationswellen. Diese wurden von einem im Universum entfernten kataklystischen Ereignis verursacht und haben die Erdkugel erreicht. Jahrzehntelange Forschungen tausender Forscher auf der ganzen Welt haben mithilfe von LIGO der National Science Foundation in den USA durch diese Entdeckung ihren Höhepunkt erreicht.“




    In Bukarest erinnert Alexandru Mironov, dass Einstein den Augenblick vorausgesagt hat, wenn die Entwicklung der Physik es ermöglichen wird und man Gravitationswellen praktisch antasten“ kann.



    Ich denke, dass man erneut über einen riesigen Schritt sprechen kann, den dieser Zweifü‎ßer mit riesiger Zukunftsperspektive, Homo Sapiens, macht. Auf einmal befinden wir uns in der Welterforschung ganz woanders. Das Gehirn ist fähig, die Art und Weise zu verstehen, wie dieses Werk des Universums tickt. Die Gravitationswellen sind der Schlüssel der Ereignisse in der Physik des Universums.“



    Was wir von dieser Entdeckung erwarten? Wir warten auf den Augenblick, in dem die Ingenieure hinter den Physikern auftauchen, genauso wie es mit der Quantenmechanik passiert ist. Diese sollen die Entdeckungen auf dem Feld der Gravitationswellen ausnutzen, in dem sie z.B. ein Gravitationsteleskop bauen. Dieses könnte fähig sein, Ereignisse abzulesen, die in der Materie und der Energie des Kosmos in jeglicher Entfernung, an jeglichem Zeitpunkt dieser 13,8 Milliarden Lichtjahre passieren, wie viel unser Haus, das Universum, umfasst“, ergänzt Alexandru Mironov.

  • O nouă fereastră către cunoaşterea Universului

    O nouă fereastră către cunoaşterea Universului

    În
    urmă cu 100 de ani, Albert Einstein vorbea de perturbări ale spaţiului şi
    timpului produse de deplasarea unor obiecte cu masă foarte mare şi emitea ipoteza conform căreia în Univers ar
    exista unde gravitaţionale, care îl străbat de la un capăt la celălalt. Teoria
    cunoscutului fizician nu a putut fi demostrată până de curând de oamenii de
    ştiinţă, însă, recent, o echipă de cercetători americani a anunţat că a
    detectat direct unde gravitaţionale. Acestea au o structură asemănătoare
    cu cea a luminii. Ele sunt un tip de radiaţii electromagnetice, doar că
    ondulaţiie lor sunt, de fapt, spaţiul şi timpul pe care le cunoaştem cu toţii.
    Putem face următoarea comparaţie: dacă punem în mişcare particule încărcate
    electric, obţinem lumină, dar, în momentul în care punem în mişcare mase
    întregi de materie, obţinem unde gravitaţionale
    , a explicat
    astrofizicianul NASA, Ira Thorpe. Detectarea directă survine după un eveniment
    cosmic violent: două găuri negre, una de 35 şi alta de 30 de ori mai mare decât
    Soarele, au fuzionat la peste un miliard de ani-lumină depărtare de noi. În
    ultimele momente, acestea s-au rotit una în jurul celeilalte de câteva zeci de
    ori pe secundă, fiecare având jumătate din viteza luminii când s-au ciocnit, au
    explicat astrofizicienii.

    Jurnalistul de ştiinţă, Alexandru Mironov: Este un eveniment pur si simplu
    epocal. E un moment de istorie echivalent cu descoperirea bosonului Higgs, particula care dă masă oricărei substanţe. Toată lumea ştie că dacă arunci o
    minge în sus, mingea cade înapoi la pământ, deja am învăţat la şcoală că Luna
    se învarte în jurul Pământului, Pământul în jurul Soarelui, toate acestea
    înseamnă atracţie gravitaţională. Care se exercita cum, era întrebarea?
    Probabil prin unde gravitaţionale, probabil că există nişte particule, aşa cum
    lumina are niste fotoni – bucăţele mici de lumină, probabil că există ceva
    numit graviton, au presupus savanţii, şi într-o zi îl vom prinde şi îl vom
    demasca. Pentru asta s-au construit aparate speciale, interferometre cu
    laser, numite LIGO, şi care practic înseamnă două raze laser perpendiculare,
    echilibrate şi calibrate încât să nu fie mişcate de nimic. Razele acestea
    aşteaptă, sunt o capcană pentru undele gravitaţionale care eventual s-ar
    manifesta undeva. Ei, s-a întâmplat că s-au manifestat la miliarde de
    ani-lumină de noi, a fost o concentrare de materie şi energie atât de mare
    încât a zguduit această textură a Universului şi a ajuns până la noi mişcarea,
    seismul acesta al undelor gravitaţionale.

    După
    descoperirea, acum câţiva ani, a particulei lui Dumnezeu,
    comunitatea ştiinţifică consideră drept o reuşită extraordinară descoperirea
    experimentală de acum. Oamenii de ştiinţă au transformat semnalul detectat în
    unde radio şi au putut asculta astfel sunetul produs de ciocnirea a două găuri
    negre.

    De la Washington, corespondentul Radio România, Doina Saiciuc: Descoperirea undelor gravitaţionale
    deschide o nouă uşă pentru observarea Universului. Este ca şi cum ar transforma
    un film mut într-unul vorbit, întrucât aceste unde sunt însuşi sunetul
    Universului. Până în acest moment am avut privirea pe cer, dar nu i-am
    putut asculta muzica – a spus astrofizicianul Szabolcs Marka, de la
    Universitatea Columbia din New York, unul dintre membrii echipei care a făcut
    descoperirea.
    Cerurile nu vor mai fi niciodată aceleaşi – a mai spus el. La 14
    septembrie 2015, ora 5:51 a coastei de est americane, detectorii Laser Interferometer
    Gravitational-Wave Observatory – LIGO, situaţi în Livingston, statul Louisiana,
    şi Hanford, statul Washington, măsurau undele provocate în structura spaţiu -
    timp, undele gravitaţionale, care ajungeau la globul pământesc de la un
    eveniment cataclismic întâmplat departe, departe în Univers.
    Decenii întregi de
    cercetări făcute în întreaga lume de mii de oameni de ştiinţă, cu sprijinul
    LIGO de la National Science Foundation a SUA au culminat cu istorica
    descoperire.

    De la Bucureşti, Alexandru Mironov aminteşte că Einstein a
    spus că va veni momentul, atunci când evoluţia fizicii o va permite, când vor
    putea fi pipăite practic undele gravitaţionale: Eu
    cred că se poate vorbi despre un nou uriaş pas pe care îl face acest biped de
    uriaşă perspectivă care este Homo Sapiens. Deodată suntem în altă parte în ceea
    ce priveşte cunoaşterea lumii. Creierul e capabil să înţeleagă felul în care
    ticăie maşinăria asta a Universului. Undele gravitaţionale sunt chiar cheia
    cheilor întâmplărilor din fizica Universului.

    Ce aşteptăm de la descoperirea asta?
    Aşteptăm momentul în
    care inginerii să apară în spatele fizicienilor şi, la fel cum s-a întâmplat cu
    mecanica cuantică, să utilizeze descoperirile din domeniul undelor
    gravitaţionale pentru construirea, de pildă, a unui telescop gravitaţional,
    capabil să citească întâmplări care se petrec în materie şi în energia
    uriaşului Cosmos la orice distanţă, oricând, de-a lungul celor 13,8 miliarde de
    ani-lumină cât are casa noastră, Universul
    , mai spune Alexandru Mironov.