LIGO & VIRGO – Erforschung des Urknalls durch Gravitationswellenmessung

Über das Projekt

Im September 2015 schrieben Wissenschaftler des California Institute of Technology und des Massachusetts Institute of Technology Geschichte. Mit Hilfe des LIGO-Projekts konnten sie zum ersten Mal Gravitationswellen messen.

Gravitationswellen sind Bewegungen in der Raumzeit, die durch eine beschleunigte Masse ausgelöst werden. Albert Einstein hatte ihre Existenz bereits 1916 im Rahmen seiner Relativitätstheorie vorausgesagt. Durch die Messung von Gravitationswellen können Forscher wichtige Ereignisse in der Geschichte des Universums untersuchen – von Supernova-Explosionen über die Kollision von Schwarzen Löchern und Neutronensternen bis hin zum Urknall selbst.

Die Arbeiten an dem Gravitationswellendetektor LIGO begannen 1992 – heute arbeiten mehr als 900 Wissenschaftler aus über 80 Institutionen an dem Projekt. Im Jahr 2017 wurde LIGO auch mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet. Der Gravitationswellendetektor VIRGO ist das europäische Gegenstück zu LIGO – das Projekt wird von 20 Labors in sechs europäischen Ländern unter der Leitung eines gemeinsamen Konsortiums namens European Gravitational Observatory (EGO) betrieben.

Ein Bild, das das LIGO-Projekt zeigt
©Caltech/MIT/LIGO-Labor

Unser Beitrag

Das Herzstück der beiden Gravitationswellendetektoren ist ein Interferometer. Mit dem Interferometer können die Forscher die durch Gravitationswellen verursachte Bewegung freier Massen messen. Änderungen in der Größenordnung von 10E-18 Meter gemessen – dies entspricht einer Entfernung von 0,000 000 000 000 000 001 Metern. Diese Messungen sind daher äußerst empfindlich gegenüber externen Störfaktoren wie Vibrationen, Temperatur oder internen Faktoren wie Lichtverlust (Absorption). Ein wichtiger Erfolgsfaktor ist daher die Optimierung aller Komponenten und Optiken.

Heraeus Quarzglas Suprasil mit seinem geringen Hydroxidgehalt (OH) ermöglicht die Herstellung von Optiken mit extrem geringer Absorption. Durch das patentierte Homogenisierungsverfahren bei der Herstellung entsteht ein Quarzglas, das absolut homogen ist und während des Beschichtungsverfahrens stabil bleibt.

Eine Darstellung eines LIGO-Produkts
©Caltech/MIT/LIGO-Labor