Gesundheit : Schwarzen Löchern auf der Spur

Erfolg bei Simulation von Gravitationswellen

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Amerikanischen Forschern ist es erstmals gelungen, die Entstehung von Gravitationswellen beim Zusammenstoß von Schwarzen Löchern in einem Computermodell zu simulieren. Die von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie vorhergesagten Gravitationswellen könnten den Astrophysikern ganz neue Möglichkeiten zur Erforschung des Kosmos bieten. Mit ihren Simulationen wollen die Wissenschaftler vorhersagen, welche Art von Gravitationswellen zu erwarten ist, damit geplante Detektoren darauf abgestimmt werden können.

„Kollisionen von Schwarzen Löchern sind die energiereichsten Ereignisse im Universum“, erklärt Joan Centrella, die das Gravitations-Astrophysik-Labor am Goddard Raumflug-Zentrum der amerikanischen Weltraumbehörde Nasa leitet. „Dabei wird mehr Energie frei, als alle Sterne des Kosmos aussenden.“ Doch trotz dieser immensen Energiemengen ist der Nachweis der Gravitationswellen schwierig, da sie sich lediglich als minimale Längenänderungen bemerkbar machen.

Schwarze Löcher sind die Leichen massereicher Sterne: Ihre Schwerkraft ist so stark, dass nicht einmal Licht aus ihnen entweichen kann. Oft bilden Schwarze Löcher Doppelsysteme: Zwei Schwarze Löcher umkreisen sich und senden dabei Gravitationswellen aus. Dadurch verlieren sie Bahnenergie und nähern sich einander an – bis es schließlich zur Kollision kommt. Dabei kommt es, wie die Simulationen von Centrella und Mitarbeitern zeigen, noch einmal zu einem gewaltigen Ausbruch von Gravitationswellen.

Den Nasa-Forschern gelang es, auf dem Supercomputer „Columbia“ des Ames Forschungszentrums die letzten Umläufe zweier Schwarzer Löcher mit gleicher Masse bis zur Kollision zu verfolgen und die dabei freigesetzten Gravitationswellen zu berechnen. Nun plant das Team weitere Simulationen mit Schwarzen Löchern unterschiedlicher Masse. kay

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