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Physik im Theater

Beben in der Raumzeit: Mit Gravitationswellen von Schwarzen Löchern bis zum Urknall

Albert Einstein hatte sie bereits 1916 vorhergesagt; doch erst im September 2015 gelang es dem LIGO-Experiment, sie direkt nachzuweisen: Gravitationswellen, Streckungen und Stauchungen der Raumzeit, die sich in Raum und Zeit ausbreiten wie Wellen auf einer Wasseroberfläche. Neun Jahre nach der bahnbrechenden LIGO-Messung ist nun der nächste Meilenstein in greifbare Nähe gerückt: der Nachweis eines Gravitationswellen-Rauschens, das uns permanent und aus allen Richtungen des Alls in Form eines niederfrequenten Brummens erreicht. Wie der Vortrag erklären wird, ist es möglich, diesem Rauschen mittels der genauen Beobachtung von Pulsaren in unserer Milchstraße auf die Schliche zu kommen. Pulsare, schnell rotierende Sternenleichen, fungieren hierbei als kosmische Leuchtbojen, die, um im Bild der Wasseroberfläche zu bleiben, auf dem Raumzeit-Ozean treiben und deren Abstand zum Sonnensystem durch Gravitationswellen gestreckt oder gestaucht werden kann. Aktuelle Pulsar-Datensätze, die im Sommer 2023 vorgestellt wurden, liefern nun klare Hinweise darauf, dass unser Universum tatsächlich von einem kontinuierlichen Gravitationswellen-Rauschen erfüllt ist; oder im Bild der Wasseroberfläche: Der Raumzeit-Ozean ist jederzeit und überall gewellt und gekräuselt. Weltweit stellen Wissenschaftler*innen derzeit Hypothesen zum möglichen Ursprung dieses neuen Signals auf...

Kai Schmitz ist theoretischer Physiker, Kosmologe und Professor an der Universität Münster. Dort leitet er seit Mai 2022 die Arbeitsgruppe "Teilchenkosmologie Münster", die sich mit der Physik des frühen Universums und insbesondere mit der Erzeugung von Gravitationswellen im Urknall beschäftigt. Als Mitglied des North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav) war er im Sommer 2023 an der Bekanntgabe der neuen Hinweise auf die Existenz eines Gravitationswellenhintergrundrauschens in unserem Universum beteiligt. Im Rahmen der NANOGrav-Kollaboration leitet er zudem die Arbeitsgruppe "Neue Physik" und ist damit unter anderem für die Suche nach dem Gravitationswellenecho des Urknalls in den NANOGrav-Daten verantwortlich.

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