Das Universum hören

© Norbert Michalke/AEI

Wann geht die neue Generation der erdgebundenen Gravitationswellendetektoren in Betrieb? Wie kommt der Einbau der modernsten Laser der Welt voran? Welche kosmischen Quellen werden wir zuerst hören können? Welche Analysemethoden sind die besten, um die schwachen Signale aus dem Rauschen der Detektoren zu filtern? Das sind einige Fragen, die auf Einladung des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut/AEI) vom 23. bis 27. September 2013 in Hannover im Rahmen der internationalen LSC-Virgo-Konferenz diskutiert werden. An der nichtöffentlichen Konferenz werden rund 300 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler teilnehmen.

Neue und effiziente Datenanalyse

Zentrale Fragen drehen sich derzeit um die Auswertung der Daten, die die Gravitationswellendetektoren liefern. Um die großen Datenmengen des internationalen Netzwerkes der Gravitationswellenobservatorien effizient und gezielt auswerten zu können, werden am AEI neue, besonders effiziente, Methoden entwickelt. Sie fanden bereits Eingang in andere Forschungsfelder und haben beispielsweise für die Entdeckung neuer Neutronensterne gesorgt.

"Die am AEI zur Entdeckung von Gravitationswellen entwickelten neuen Analysemethoden haben sich bereits bewährt," sagt Prof. Dr. Bruce Allen, Direktor am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik. "Wir haben diese auf Daten verschiedener Radio- und Gammateleskope angewendet und so außergewöhnliche neue Neutronensterne entdeckt, die vorherige Suchen übersehen hatten."

Das AEI betreibt außerdem Atlas, den weltweit größten Computercluster, der speziell für die Gravitationswellen-Datenanalyse eingesetzt wird. Er wird von mehr als 600 Forscherinnen und Forschern der LIGO-Virgo-Kollaboration genutzt.

Stand der Dinge

Das AEI und seine britischen Partner spielen eine zentrale Rolle für die nächste Generation der erdgebundenen Gravitationswellenobservatorien: Hier wurden Schlüsseltechnologien entwickelt, darunter die modernsten Laser der Welt. Sie wurden bereits in die neue Generation der US-amerikanischen Detektoren (Advanced LIGO) eingebaut und werden derzeit auf Herz und Nieren getestet. Spätestens 2015 soll Advanced LIGO in Betrieb gehen und kurz danach die ersten Gravitationswellen messen.

Auch das französisch-italienisch-niederländische Projekt Virgo wird momentan umgebaut – zu Advanced Virgo.

Der deutsch-britischen Detektor GEO600 ist derzeit das weltweit einzige Gravitationswellenobservatorium, das in Betrieb ist. Im so genannten „astrowatch mode“ lauscht er rund zwei Drittel jeder Woche in die Tiefen des Alls. So bestehen gute Chancen trotz Umbauarbeiten im Detektornetzwerk die Gravitationswellen kosmischer Großereignisse wie Supernova-Explosionen aufzuspüren.

"Das AEI und GEO600 bilden eine internationale Denkfabrik für die Gravitationswellenforschung," so Prof. Dr. Gabriela González, Sprecherin der LIGO-Virgo Scientific Collaboration und Professorin an der amerikanischen Louisiana State University. "Ein Teil der Technologie, die jetzt gerade in die Gravitationsdetektoren eingebaut wird, wurde am AEI entwickelt. Und viele unserer Technologien wurden zunächst im GEO600-Detektor getestet. Am AEI geht es um die gesamte Bandbreite: Hier wird an der Datenanalyse der LIGO-Detektoren und des GEO600-Detektors gearbeitet, und hier werden die Technologien der Zukunft entwickelt", so González weiter.

"Wir haben schon die übernächste Generation der Gravitationswellenobservatorien im Blick," so Prof. Dr. Karsten Danzmann, Direktor am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik und Leiter des Instituts für Gravitationsphysik der Leibniz Universität Hannover. "Derzeit erproben wir verschiedene Technologien für noch präzisere Messungen, die uns weiter ins All lauschen lassen werden als jemals zuvor."

Das Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut/AEI) ist das weltweit größte Forschungsinstitut, das sich der Erforschung der allgemeinen Relativitätstheorie widmet. An den zwei Institutsstandorten in Potsdam und Hannover wird auf den Gebieten der Astrophysik, der theoretischen Physik, der Datenanalyse, der Mathematik und experimentellen Aspekten der Detektorentwicklung geforscht. Das AEI in Hannover ist eine Kooperationseinrichtung der Max-Planck-Gesellschaft und der Leibniz Universität Hannover. Gemeinsam mit britischen Partnern betreibt das Institut den Gravitationswellendetektor GEO600 in Ruthe bei Hannover.

Die Konferenz ist nicht öffentlich.