LIGO- und Virgo-Detektoren fangen die erste Gravitationswelle aus der Verschmelzung binärer Schwarzer Löcher mit ungleichen Massen

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Die Erwartungen der Gravitationswellen-Forschungsgemeinschaft haben sich erfüllt: Gravitationswellen-Entdeckungen gehören nun zu ihrer täglichen Arbeit, da sie im vergangenen Beobachtungslauf O3 etwa einmal pro Woche neue Kandidaten für Gravitationswellen identifiziert haben.

Doch nun haben die Forscher ein bemerkenswertes Signal veröffentlicht, das sich von allen zuvor gesehenen unterscheidet: GW190412 ist die erste Beobachtung einer binären Schwarzen-Loch-Fusion, bei der die beiden Schwarzen Löcher deutlich unterschiedliche Massen von etwa dem 8- und 30-fachen der Masse unserer Sonne haben.

Dies ermöglichte nicht nur genauere Messungen der astrophysikalischen Eigenschaften des Systems, sondern ermöglichte es den LIGO/Virgo-Wissenschaftlern auch, eine bisher unerprobte Vorhersage von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie zu verifizieren.”Zum allerersten Mal haben wir in GW190412 das unverkennbare Gravitationswellenbrummen einer höheren Harmonischen ‘gehört’, ähnlich wie Obertöne von Musikinstrumenten”, erklärt Frank Ohme, Leiter der unabhängigen Max-Planck-Forschungsgruppe “Binäre Fusionsbeobachtungen und numerische Relativität” am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut; AEI) in Hannover.

In Systemen mit ungleichen Massen wie GW190412 – unsere erste Beobachtung dieser Art – sind diese Obertöne im Gravitationswellensignal viel lauter als in unseren üblichen Beobachtungen.

Deshalb konnten wir sie vorher nicht hören, aber in GW190412 können wir sie endlich hören”.

Diese Beobachtung bestätigt einmal mehr Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie, die die Existenz dieser höheren Harmonischen, d.h.

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von Gravitationswellen mit der zwei- bis dreifachen Grundfrequenz, vorhersagt.”Die Schwarzen Löcher im Zentrum von GW190412 haben die 8- bzw.

30-fache Masse unserer Sonne.

Dies ist das erste binäre Schwarze-Loch-System, das wir beobachtet haben, bei dem der Unterschied zwischen den Massen der beiden Schwarzen Löcher so groß ist! sagt Roberto Cotesta, ein Doktorand in der Abteilung “Astrophysikalische und kosmologische Relativitätstheorie” am AEI in….

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