Ein Beweis für Einsteins Raumzeit
Einsteins allgemeine "Relativitätstheorie" beschrieb schon fast vor einen Jahrhundert, wie die Raumzeit durch Masse beeinflusst wird. Die damit zusammenhängenden Schwankungen im Raum-Zeit-Gefüge des Universums, hervorgerufen durch Gravitationseinflüsse, werden Gravitationswellen (GW) genannt. Diese Verzerrungen setzen sich wellenförmig in gewaltigen Ereignissen von ihrem Ausgangspunkt fort, die mit bestimmten bedeutenden Binärsystemen in Verbindung gebracht werden, zum Beispiel mit der Kollision von zwei schwarzen Löchern. GW sind recht selten und schwach (mit geringer Amplitude), doch geht man davon aus, dass ihre Untersuchung wichtige Einblicke in die Natur des Universums bieten wird. Die Wellen konnten bisher noch nie direkt nachgewiesen werden, es liegen jedoch Aufzeichnungen über ihre indirekten Auswirkungen auf andere Planetensysteme vor, wodurch sie in gewisser Weise zu einem wissenschaftlichen Heiligen Gral werden. Wissenschaftler riefen das EU-finanzierte Projekt "Einstein gravitational-wave telescope" (ET) ins Leben, um die Designkonzepte für eine dritte Generation an Detektoren mit einer Empfindlichkeit zu entwickeln, die jene der hergestellten Module der zweiten Generation um mehr als das 10-fache übertrifft. Zudem beschäftigte man sich intensiv mit der Infrastruktur, die erforderlich ist, um Interferenzen zu minimieren, da die Detektoren im Laufe der Zeit aktualisiert und ersetzt werden müssen, die Infrastruktur jedoch alle problemlos beherbergen können muss. Um das Detektordesign und die -empfindlichkeit verbessern zu können, mussten zuerst Probleme mit Rauschen speziell in tiefen Frequenzen behoben werden. Detektoren der zweiten Generation wurden durch seismisches Rauschen, Gravitationsrauschen (hervorgerufen durch Gravitationsgradienten oder lokale Schwankungen im Gravitationsfeld der Erde) und thermisches Rauschen in Zusammenhang mit dem Detektoraufbau gestört. Um das seismische Rauschen zu verringern und die Empfindlichkeit in niedrigen Frequenzen zu verbessern, umfasste das Design des Observatoriums auch einen unterirdisch gelegenen Ort für den Detektor. In der Infrastruktur werden auch kryogene Einrichtungen zur Kühlung der Spiegel eingebunden, um den Effekt durch thermisches Rauschen auf die Testmasse einzudämmen. Man integrierte eine grobe Kostenanalyse, um die finanzielle Machbarkeit des Projekts zu bestimmen. Das ET-Projekt läutet eine neue Ära an GW-Detektoren ein, die flüchtige GW-Wellen innerhalb von wenigen Monaten an Datenerhebung aufspüren können und so die Geheimnisse des Kosmos aufdecken. Ob von der Geburt und dem Sterben von Sternen oder dem Ursprung der dunklen Materie: ET könnte unser Verständnis über das Universum maßgeblich verändern.