Deep Space Listening: 6000 Stunden Forschung, um kontinuierliche Gravitationswellen zu hören

Schnell rotierende Neutronensterne können kontinuierliche Gravitationswellen „summen“. Bildnachweis: K. Wette.

Wissenschaftler stehen vor einem ähnlichen Rätsel bei der Suche nach Gravitationswellen – Wellen im Gefüge von Raum und Zeit – von sich schnell drehenden Neutronensternen. Diese Sterne sind die dichtesten Objekte im Universum und senden, sofern sie nicht perfekt kugelförmig sind, ein sehr schwaches “Summen” kontinuierlicher Gravitationswellen aus. Das Hören dieses “Summens” würde es Wissenschaftlern ermöglichen, tief in einen Neutronenstern zu blicken und seine Geheimnisse zu entdecken, um neue Einblicke in die extremsten Zustände der Materie zu erhalten. Unsere sehr empfindlichen “Ohren” – 4 Kilometer große Detektoren mit leistungsstarken Lasern – haben jedoch noch nichts gehört.

Ein Teil der Herausforderung besteht darin, dass Wissenschaftler wie die fehlenden Schlüssel nicht sicher sind, welche Suchstrategie am besten geeignet ist. Die meisten früheren Studien haben den “Raum-zu-Raum” -Ansatz gewählt und versucht, kontinuierliche Gravitationswellen an so vielen verschiedenen Orten wie möglich zu finden. Dies bedeutet jedoch, dass Sie nur eine begrenzte Zeit damit verbringen können, an einem Ort auf das verräterische Summen zu hören – genauso wie Sie nur so lange auf Ihren Kaffeetisch starren können, um ein schlüsselförmiges Objekt zu erkennen. Und da das “Summen” sehr leise ist, besteht eine gute Chance, dass Sie es nicht einmal hören.

In einer kürzlich veröffentlichten Studie versuchte ein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung des Postdoktoranden Karl Wette vom ARC-Kompetenzzentrum für Gravitationswellenentdeckung (OzGrav) an der Australian National University, “wo sonst könnten sie sein als in der Küche?” Ansatz.

Wette erklärt: “Wir haben eine fundierte Vermutung an einem bestimmten Ort angestellt, an dem sich kontinuierliche Gravitationswellen befinden könnten, teilweise basierend auf dem, was wir bereits über Pulsare wissen – sie sind wie Neutronensterne, senden jedoch Radiowellen anstelle von kontinuierlichen Gravitationswellen aus. Wir stellten eine Hypothese auf dass in der Nähe von Pulsar-Radiowellen kontinuierliche Gravitationswellen detektiert würden. ” Genauso wie Sie vermuten, dass sich Ihre fehlenden Schlüssel wahrscheinlich in der Nähe Ihrer Handtasche oder Brieftasche befinden.

Unter Verwendung der vorhandenen Beobachtungsdaten verbrachte das Team viel Zeit damit, an diesem Ort (fast 6.000 Tage Computerzeit) nach diesem leisen Summen zu suchen. Sie verwendeten auch Grafikprozessoren – Spezialelektronik, die normalerweise für Computerspiele verwendet wird -, um ihre Algorithmen superschnell auszuführen.

“Unsere Suche war wesentlich sensibler als jede frühere Suche nach diesem Standort”, sagt Wette. “Leider haben wir nichts gehört, also war unsere Vermutung diesmal falsch. Es ist vorerst wieder auf dem Reißbrett, aber wir werden weiter zuhören.”

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