Eine außergewöhnliche Entdeckung , die auch die Handschrift von Forschern des Nationalen Instituts für Astrophysik (INAF) von Cagliari trägt: Astronomen haben tatsächlich bekannt gegeben, dass sie Beweise für eine seit langem theoretisierte Form von Gravitationswellen gefunden haben, die ein „ Hintergrundbrummen “ erzeugen, das sie erzeugt grollt im ganzen Universum.
Der Durchbruch, der Hunderten von Wissenschaftlern mit Radioteleskopen in Nordamerika, China, Indien, Australien, Europa und auch auf Sardinien, wo das Sardinia-Radioteleskop in Betrieb ist, gelang, wurde als Meilenstein gefeiert, der ein neues Fenster zum Universum öffnet .
Die Existenz dieser Wellen wurde von Albert Einstein theoretisiert, aber bisher nie bewiesen.
Gravitationswellen sind Wellen im „Gewebe“ des Universums, die sich nahezu ungehindert mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Ihre Existenz wurde erst 2015 bestätigt, als US-amerikanische und italienische Beobachter die ersten Gravitationswellen entdeckten, die durch die Kollision zweier Schwarzer Löcher entstanden. Diese „Hochfrequenz“-Wellen waren das Ergebnis eines einzelnen heftigen Ereignisses, das einen scharfen, kurzen, wellenförmigen Stoß auf die Erde aussendete. Doch seit Jahrzehnten suchen Wissenschaftler nach niederfrequenten Gravitationswellen, von denen man annimmt, dass sie sich ständig als Hintergrundgeräusch durch den Weltraum bewegen. Unter dem Banner des International Pulsar Timing Array-Konsortiums haben Wissenschaftler, die auf mehreren Kontinenten an Gravitationswellendetektoren arbeiten, nun bekannt gegeben, dass sie endlich starke Beweise für diese Hintergrundwellen gefunden haben.
„Wir wissen jetzt, dass das Universum von Gravitationswellen durchflutet ist“, sagte Michael Keith vom European Pulsar Timing Array .
Um Beweise für dieses niederfrequente Muster zu finden, untersuchten Astronomen Pulsare, die toten Kerne von Sternen, die in Supernovae explodierten. Einige drehen sich hunderte Male pro Sekunde und strahlen in extrem regelmäßigen Abständen Radiowellen aus, die wie kosmische Leuchtfeuer wirken. Das bedeutet, dass sie wie „eine sehr, sehr genaue Uhr“ wirken können, sagte Keith.
DIE STUDIE – Für die neue Forschung wurden Radioteleskope aus aller Welt auf insgesamt 115 Pulsare in der Milchstraße ausgerichtet . Anschließend maßen die Wissenschaftler die unglaublich kleinen Unterschiede im Timing der Impulse und suchten nach verräterischen Anzeichen von Gravitationswellen. Die führende Theorie besagt, dass die Wellen von Paaren massiver Schwarzer Löcher in den Zentren langsam verschmelzender Galaxien stammen. Im Gegensatz zu jenen, die zuvor entdeckte Gravitationswellen verursacht haben, sind diese Schwarzen Löcher nahezu unvorstellbar groß, manchmal sogar milliardenfach größer als die Sonne.
In Zukunft könnten niederfrequente Gravitationswellen auch mehr über den Urknall verraten und möglicherweise Licht in das Geheimnis der Dunklen Materie bringen , sagten die Wissenschaftler, und außerdem ein besseres Verständnis darüber erlangen, wie Schwarze Löcher und Galaxien entstehen und sich entwickeln.
DIE ROLLE SARDINIENS – Europa hat mit der Zusammenarbeit mit dem European Pulsar Timing Array (EPTA) einen wichtigen Beitrag zur Entdeckung sehr niederfrequenter und ultralanger Gravitationswellen geleistet, und Italien hat dank des Nationalen Instituts für Astrophysik mit diesem einen wichtigen Beitrag geleistet Hauptsitz in Cagliari und der Universität Mailand Bicocca. Das Ergebnis, das in mehreren Artikeln in der Fachzeitschrift Astronomy and Astrophysics veröffentlicht wurde, ist auf 13 Teleskope aus aller Welt zurückzuführen. Davon sind fünf europäisch, darunter auch das Sardinia Radio Telescope.
Bei INAF in Cagliari ist die Begeisterung spürbar: „Dank der Beobachtungen der EPTA öffnen wir ein neues Fenster in das Universum ultralanger Gravitationswellen (entsprechend Schwingungsfrequenzen von einem Milliardstel Hertz), die mit einzigartigen Quellen und Phänomenen verbunden sind.“ », sagt Forscherin Caterina Tiburzi. Meine Kollegin Marta Burgay erklärt: „Diese Gravitationswellen ermöglichen es uns, einige der bisher ungelösten Geheimnisse in der Entwicklung des Universums zu untersuchen, darunter zum Beispiel die Eigenschaften der schwer fassbaren kosmischen Population binärer Systeme, die aus zwei supermassereichen Schwarzen Löchern bestehen.“ Massen, die milliardenfach größer sind als die der Sonne.
„Es ist eine große Genugtuung für alle italienischen Astrophysiker, dass das Sardinia Radio Telescope, das große vom INAF verwaltete Radioteleskop, zu den Zeugen des Auftauchens dieses langsamen Atems der Raumzeit in den Daten gehört“, erklärt Andrea Possenti , leitender Forscher des INAF von Cagliari und einer der Gründer von EPTA zusammen mit dem ehemaligen Präsidenten des Nationalen Instituts für Astrophysik Nichi D'Amico . Und er präzisiert: „Dies ist ein weiteres großartiges wissenschaftliches Ergebnis, das auf globaler Ebene die zentrale Rolle Italiens und zunehmend Sardiniens (mit SRT und hoffentlich bald auch mit dem Einstein-Teleskop) bei der Erforschung von Gravitationswellen bestätigt.“ noch viele Jahrzehnte vor uns liegen.
(Unioneonline/vl)