Bleiben Sie ruhig, bleiben Sie alle ruhig. Aber es ist endlich soweit: Die Europäische Weltraumorganisation engagiert sich für die Laser Interferometer Space Antenna (LISA), ein Gravitationswellenobservatorium, das einige der rätselhaftesten Phänomene des Universums untersuchen wird.
Am Donnerstag wurde LISA offiziell angenommen, was bedeutet, dass die ESA „anerkennt, dass das Missionskonzept und die Technologie ausreichend fortgeschritten sind“, so eine Agentur freigebenund der Bau der Sternwarte kann offiziell beginnen.
Erst seit Kurzem gelingt es der Menschheit, Gravitationswellen zu entdecken. Bereits 2016 wurde das von Einstein vorhergesagte Phänomen dank einer Zusammenarbeit von Wissenschaftlern mithilfe des Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO) erstmals beobachtet. LIGO zeichnete Gravitationswellen auf, also die äußerst subtilen Wellen in der Raumzeit, die durch ferne Ereignisse wie die Verschmelzung von Schwarzen Löchern erzeugt werden.
Seitdem wurden zahlreiche weitere Gravitationswellennachweise durchgeführt, da Schwarze Löcher und Neutronensterne im gesamten Kosmos einander umkreisen und sich gegenseitig von der Schwerkraft angezogen werden. Ihr Tanz zur Kollision führt zu gewaltigen Wellen in der Raumzeit.
Letztes Jahr gaben fünf Kollaborationen unabhängig voneinander Daten bekannt, von denen sie sagten, dass sie wahrscheinlich von supermassiven Schwarzen-Loch-Binärdateien stammten und a wahrscheinliches Zeichen des Gravitationswellenhintergrunds: das ständige, kumulative Durcheinander von Gravitationswellen, die das Universum wie Wellen im kosmischen Ozean ausdehnen und zusammendrücken. Diese Entdeckung wurde mithilfe von Pulsar-Timing-Arrays gemacht – im Wesentlichen durch die Messung des Lichts entfernter, sich schnell drehender Sterne, um festzustellen, ob die Raumzeit ihre Ankunft verzögert oder beschleunigt hat.
Das neue Projekt LISA soll diese Wissenschaft auf eine ganz neue Ebene heben. Die Platzierung eines Interferometers im Weltraum würde den Lärm bodengestützter Instrumente erheblich reduzieren, und die Verlängerung der Arme des Observatoriums würde es Wissenschaftlern ermöglichen, Daten zu sammeln, die auf der Erde nicht wahrnehmbar sind.
„Dank der enormen Distanz, die die Lasersignale auf LISA zurücklegen, und der hervorragenden Stabilität seiner Instrumente können wir Gravitationswellen mit niedrigeren Frequenzen untersuchen, als dies auf der Erde möglich ist, und so Ereignisse anderer Größenordnung bis zurück in die Morgendämmerung aufdecken.“ Zeit“, sagte Nora Lützgendorf, die leitende Projektwissenschaftlerin für LISA, in einem ESA-Veröffentlichung.
Die im Jahr 2016 angekündigte Entdeckung der Gravitationswelle ging von einem gewaltigen Ausmaß aus Interferometer, das sich über die Vereinigten Staaten erstreckt, mit einem Satz Waffen in Washington und einem anderen Satz in Louisiana. Durch die Messung kleinster Änderungen in den Entfernungen, die das Laserlicht in den Interferometern zurücklegen musste, stellte das Team fest, dass sich die Raumzeit selbst gestaucht und gedehnt hatte, als Gravitationswellen einer fernen kosmischen Kollision durch die Erde gingen.
LISA wird aus drei Raumfahrzeugen bestehen, die die Sonne in einer „äußerst genauen gleichseitigen Dreiecksformation“ umkreisen. Jeder Arm von LISA wird 1,5 Millionen Meilen lang sein – frei von terrestrischen Hindernissen wie Bäumen und Stromleitungen und Fragen des Landbesitzes. Die Hardware von LISA wurde getestet von der LISA Pathfinder-Mission, die 2015 startete. „Um die Grenzen der Gravitationsforschung zu erweitern, müssen wir in den Weltraum fliegen“, sagte Lützgendorf.
Zu den Hauptzielen von LISA werden die Gravitationswellen gehören, die bei Kollisionen von Schwarzen Löchern im Zentrum von Galaxien entstehen. Laut ESA wird das Observatorium aber auch mit der Verschmelzung kompakter Objekte wie Weißer Zwerge und Neutronensterne beauftragt sein.
Der Starttermin von LISA wird für 2035 erwartet, etwa 20 Jahre nachdem die ESA erstmals erklärt hatte, dass das Observatorium Priorität habe. Die Arbeiten am Observatorium werden im Januar 2025 beginnen.
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