Die ET-Story
Ein neues Fenster ins Universum
Das Einstein-Teleskop ist ein künftiges unterirdisches Observatorium für Gravitationswellen. Das Instrument wird viel empfindlicher sein als bestehende Gravitationswellendetektoren. Daher wird das Observatorium der Wissenschaft erstmals ermöglichen, einen Blick in das „dunkle Zeitalter“ des Universums zu werfen.
Bis zur ersten direkten Messung von Gravitationswellen 2015 konnte die Wissenschaft das Universum nur durch die Betrachtung von Licht oder Strahlung studieren, mit Gravitationswellen hingegen kann sie die Schwingungen der Raumzeit selbst beobachten. Obwohl Albert Einstein die Existenz von Gravitationswellen bereits vor etwa hundert Jahren vorher sagte, rechnete er nicht damit, dass es jemals möglich sein würde, sie nachzuweisen
Doch mit den atemberaubenden technologischen Entwicklungen des letzten Jahrhunderts gelang es, mit Gravitationswellendetektoren die erforderliche Empfindlichkeit und Präzision zu erreichen. Damit begann eine neue Ära in der Erforschung des Universums, die Ära der Gravitationswellen- und Multimessenger-Astronomie, und führte zum Nobelpreis für Physik im Jahr 2017. Das Einstein Teleskop wird in Zukunft zu vielen weiteren unvorstellbaren Entdeckungen in diesem neuen Forschungsgebiet führen.
Ein Detektor der dritten Generation
Wie die ersten beiden Generationen von Gravitationswellendetektoren basiert das Konzept des Einstein-Teleskops auf der Messung winziger Veränderungen (weit weniger als die Größe eines Atomkerns) in den Längen zweier miteinander verbundener und mehrere Kilometer langer Arme, die durch eine vorbeiziehende Gravitationswelle verursacht werden. Die Laserstrahlen in den Armen registrieren das periodische Dehnen und Stauchen als Helligkeitsänderungen auf einem zentralen Photodetektor.
Die erste Generation dieser interferometrischen Detektoren (GEO600, LIGO, Virgo und TAMA) demonstrierte erfolgreich das Funktionsprinzip und lieferte obere Messgrenzen für die Gravitationswellen-Abstrahlung verschiedener Quellen.
Zur gegenwärtigen Generation gehören Advanced LIGO, Advanced Virgo sowie KAGRA. Die beiden Advanced LIGO-Detektoren haben 2015 erstmals Gravitationswellensignale gemessen und die internationale wissenschaftliche LIGO-Virgo-KAGRA-Kollaboration konnte so den ersten direkten Nachweis von Gravitationswellen erbringen. Dieser Durchbruch wurde 2017 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet. Seitdem wurden mehr als 300 Gravitationswellen-Signale beobachtet.
Die Gravitationswellenforschung hat, seit die derzeitige Detektorgeneration in Betrieb genommen wurde, große Fortschritte in allen Bereichen gemacht. Neue Observatorien wie ET – oder der für in den USA geplante Cosmic Explorer – werden das Universum daher sehr viel genauer und umfassender beobachten können und helfen, viele offene Fragen zur Entstehung und Entwicklung unseres Universums zu beantworten.
