Gravitationswellen enthüllen massives Schwarzes Loch

LONDON (IT BOLTWISE) – In einer bahnbrechenden Entdeckung haben Wissenschaftler die bisher größte Verschmelzung zweier massiver Schwarzer Löcher registriert. Diese kosmische Kollision, die sich weit jenseits der Milchstraße ereignete, hat die Modelle der Physiker über die Entstehung dieser gigantischen Objekte herausgefordert.

Die jüngste Entdeckung von Gravitationswellen, die durch die Kollision zweier massiver Schwarzer Löcher ausgelöst wurden, hat die wissenschaftliche Gemeinschaft in Aufruhr versetzt. Diese Schwarzen Löcher, die jeweils mehr als 100 Mal die Masse unserer Sonne besitzen, verschmolzen zu einem noch größeren Schwarzen Loch, das sich etwa 10 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. Diese Verschmelzung ist die größte, die jemals von Gravitationswellendetektoren aufgezeichnet wurde, und zwingt Physiker dazu, ihre Modelle zur Entstehung solcher Objekte zu überdenken.

Die Signale, die auf der Erde registriert wurden, sind so schwach, dass sie nur mit extrem empfindlichen Detektoren gemessen werden können, die Vibrationen im Raum-Zeit-Gefüge aufzeichnen, die tausendmal kleiner sind als der Durchmesser eines Protons. Professor Mark Hannam vom Gravity Exploration Institute der Cardiff University betont die Gewalt dieser Ereignisse im Universum, die jedoch auf der Erde nur als winzige Signale ankommen.

Am 23. November 2023 um kurz vor 14 Uhr britischer Zeit registrierten zwei in den USA stationierte Detektoren in Washington und Louisiana, die vom Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (Ligo) betrieben werden, gleichzeitig eine plötzliche Verzerrung der Raum-Zeit. Diese Verzerrung dauerte nur einen Zehntel einer Sekunde und erfasste die sogenannte Ringdown-Phase, in der die verschmolzenen Schwarzen Löcher ein neues, noch massiveres Schwarzes Loch bildeten.

Die Analyse des Signals ergab, dass die kollidierenden Schwarzen Löcher 103 und 137 Mal die Masse der Sonne hatten und sich etwa 400.000 Mal schneller drehten als die Erde. Diese Massen liegen in einem Bereich, in dem die Entstehung von Schwarzen Löchern aufgrund verschiedener physikalischer Phänomene als unwahrscheinlich gilt. Die Wissenschaftler von Ligo vermuten, dass die Schwarzen Löcher, die verschmolzen, selbst Produkte früherer Verschmelzungen waren, was ihre enorme Masse und schnelle Rotation erklären könnte.

Seit der Einführung von Gravitationswellendetektoren in den 1990er Jahren haben Wissenschaftler etwa 300 Verschmelzungen von Schwarzen Löchern entdeckt. Bislang war die größte bekannte Verschmelzung die eines Schwarzen Lochs mit etwa 140-facher Sonnenmasse. Die jüngste Entdeckung übertrifft dies mit einem Schwarzen Loch, das bis zu 265 Mal massereicher ist als die Sonne. Die Details dieser Entdeckung werden auf dem GR-Amaldi-Treffen in Glasgow präsentiert.

Vor der Entwicklung von Gravitationswellendetektoren konnten Wissenschaftler das Universum nur durch elektromagnetische Strahlung wie sichtbares Licht, Infrarot- und Radiowellen beobachten. Gravitationswellenobservatorien bieten nun eine neue Perspektive auf das Universum und ermöglichen es Forschern, Ereignisse zu sehen, die ihnen zuvor verborgen blieben. Professor Hannam betont, dass die geplanten Detektoren der nächsten 10 bis 15 Jahre in der Lage sein werden, alle Verschmelzungen von Schwarzen Löchern im Universum zu beobachten und möglicherweise unerwartete Überraschungen zu entdecken.

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