{"id":98500,"date":"2019-06-11T20:03:39","date_gmt":"2019-06-11T18:03:39","guid":{"rendered":"https:\/\/osr.org\/?p=98500"},"modified":"2026-02-22T21:58:04","modified_gmt":"2026-02-22T19:58:04","slug":"beobachtung-von-gravitationswellen-bei-ligo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/osr.org\/de\/blog\/kinder\/beobachtung-von-gravitationswellen-bei-ligo\/","title":{"rendered":"Beobachtung von Gravitationswellen bei LIGO"},"content":{"rendered":"

Im Jahr 2017 entdeckten Astronomen Gravitationswellen aus einer Fusion von zwei Neutronensternen. Wie haben sie dieses Ereignis entdeckt? Mithilfe von zwei Laser-Interferometer-Gravitationswellen-Observatorien (LIGO) in den USA. Ein \u00e4hnliches Observatorium namens VIRGO in Europa ist auch an der Detektion von Gravitationswellen beteiligt.<\/p>\n

Wie funktioniert ein Interferometer?<\/strong><\/span><\/h2>\n

1887 erfand Albert Michelson das Ger\u00e4t, das wir als Interferometer bezeichnen.\u00a0Er entwarf es, um zu beweisen, ob leuchtender \u00c4ther im Weltraum existiert oder nicht.\u00a0Der leuchtende \u00c4ther galt als Medium, in dem Licht durch den Weltraum getragen wurde.\u00a0Dar\u00fcber hinaus widerlegte Michelsons Ger\u00e4t diese Theorie und 1920 best\u00e4tigten Wissenschaftler seine Ergebnisse.\u00a0Ein Interferometer kombiniert zwei oder mehr Lichtquellen, um ein Interferenzmuster zu erzeugen.\u00a0Anschlie\u00dfend kann das Muster gemessen und analysiert werden.\u00a0Mit Lasern konnten Interferometer mikroskopische Messungen durchf\u00fchren.\u00a0Tats\u00e4chlich k\u00f6nnen die Interferometer von LIGO Wellenabst\u00e4nde bei einem Zehntausendstel der Breite eines Protons messen.\u00a0(Caltech, 2018)<\/p>\n

Au\u00dferdem unterscheidet sich die Grundstruktur der Interferometer von LIGO kaum von dem Interferometer, das Michelson vor \u00fcber 125 Jahren entworfen hat.\u00a0Heutzutage messen Interferometer alles von mikroskopischen Organismen \u00fcber riesige Weltraumbereiche bis hin zu Gravitationswellen.<\/p>\n

Bau von LIGO<\/strong><\/span><\/h2>\n

Eine LIGO-Einheit besteht aus einem Laser, einem Strahlteiler, Spiegeln und einem Fotodetektor.<\/p>\n

    \n
  1. Der Laser durchl\u00e4uft einen Strahlteiler, der den Strahl in zwei Strahlen teilt.<\/li>\n
  2. Bei Verwendung eines Spiegels wird der zweite Strahl in einem Winkel von 90 Grad zum ersten reflektiert.<\/li>\n
  3. Jeder Strahl l\u00e4uft dann einen Arm des Interferometers entlang.\u00a0An diesem Punkt trifft er dann auf einen Spiegel.<\/li>\n
  4. Der Spiegel reflektiert die Strahlen in Richtung des Strahlteilers und vereinigt die Strahlen so wieder zu einem einzigen Strahl.<\/li>\n<\/ol>\n

    Warum?<\/p>\n

    Bei dieser \u201eVereinigung“ gelangen die Lichtwellen zum Fotodetektor. Ab hier misst der Fotodetektor die Helligkeit des kombinierten Strahls. Wenn zwei Strahlen eines Laserlichts verschmelzen, erzeugen sie ein Interferenzmuster, das davon abh\u00e4ngt, wie gut die Lichtwellen auf einander ausgerichtet sind, wenn sie kombiniert werden. Wenn die laser aus irgendeinem Grund jedoch nicht die gleiche Entfernung zur\u00fccklegen, richten sich ihre Lichtwellen nicht mehr auf einander aus, wenn sie sich wieder treffen. Was bedeutet das? Das bedeutet, dass Gravitationswellen die Lichtbewegung beeinflussten.<\/p>\n

    Interferenz<\/strong><\/span><\/h2>\n

    In einem Interferometer weist jede \u00c4nderung der Lichtintensit\u00e4t darauf hin, dass sich die von einem oder beiden Laserstrahlen zur\u00fcckgelegte Strecke ge\u00e4ndert hat.\u00a0Dar\u00fcber hinaus kann anhand des Interferenzmusters genau berechnet werden, wie viel die aufgetretene L\u00e4ngen\u00e4nderung betr\u00e4gt.<\/p>\n

    Die Interferometer von LIGO haben Arme mit einer L\u00e4nge von 4 km. Dar\u00fcber hinaus sind die Arme 360-mal gr\u00f6\u00dfer als die im Michelson-Morley-Experiment verwendeten (mit 11 m langen Armen). Dies ist besonders wichtig bei der Suche nach Gravitationswellen, da das Instrument umso empfindlicher wird, je l\u00e4nger die Arme eines Interferometers sind und je weitere Strecken der Laser zur\u00fccklegt. (Caltech, 2018) Die Europ\u00e4er haben Pl\u00e4ne f\u00fcr das Einstein-Teleskop mit 10 km langen Detektionsarmen. Je l\u00e4nger die Arme sind, desto besser k\u00f6nnen sie Gravitationswellen erkennen. Die weltraumgest\u00fctzte\u00a0LISA<\/a>\u00a0der ESA\u00a0wird auch Laser verwenden, um Objekte im Weltraum zu messen.<\/p>\n

    Es hat \u00fcber 100 Jahre gedauert, bis das Interferometer von Albert Michelson sein volles Potenzial entfaltet hat.\u00a0Wir freuen uns darauf, die Ergebnisse seiner erstaunlichen Erfindung in den kommenden Jahren zu sehen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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