LIGO-Signale nicht durch Gravasterne verursacht

  • 21. October 2016

Frequenzen in der Abklingphase sprechen für schwarze Löcher.

Gravasterne sind hypothetische Objekte, die schwarzen Löchern ähneln, aber mathe­ma­tisch weniger bizarr sind. Auch sie könnten am Ende eines Sternen­lebens entstehen, besitzen jedoch einen Kern aus exo­tischer Materie. Dieser Kern verhindert, dass der Grava­stern unter dem Druck der Gravi­tations­kraft kollabiert. Ein Grava­stern wäre nahezu so kompakt wie ein schwarzes Loch, besäße aber keinen Ereignis­horizont. Unter­scheiden lassen sich Grava­sterne und schwarze Löcher anhand der Gravi­tations­wellen, die sie aus­senden. Beide verhalten sich bei einer Störung wie eine Glocke, die einen verklin­genden Ton erzeugt. Doch die Ton­höhe und die Abschwä­chung des Signals sind bei Grava­sternen anders als bei schwarzen Löchern.

Gravitationswellen

Abb.: Von den LIGO-Detektoren empfan­genes Gravi­ta­tions­wellen-Signal. (Bild: LIGO)

Nach dem ersten direkten Nachweis von Gravitationswellen, der im Februar dieses Jahres von der LIGO-Kolla­bo­ration bekannt­ge­geben wurde, beschlossen Luciano Rezzolla von Uni Frank­furt und Cecilia Chirenti von der Univer­sität in Sao Paolo zu unter­suchen, ob es das beob­achtete Signal von einem Grava­stern stammen könnte. Für das stärkste der bisher gemes­senen Signale – GW150914 – zeigte das LIGO-Team, dass es durch die Kolli­sion zweier schwarzer Löcher ent­standen ist, die zu einem größeren schwarzen Loch ver­schmolzen sind. Der letzte Teil des Signals, die Abkling­phase, ist der Finger­ab­druck, mit dem man es identi­fi­zieren kann. „Die Frequenzen in der Abkling­phase dienen als Signa­tur für die Quelle der Gravi­ta­tions­wellen, so wie unter­schied­liche Glocken unter­schied­lich klingen“, erklärt Chirenti.

Chirenti und Rezzolla modellierten, wie sich ein Grava­stern anhören würde, der die gleichen Eigen­schaften hätte wie ein ver­gleich­bares schwarzes Loch und kamen zu dem Ergebnis, dass die Frequenzen der Abkling­phase von GW150914 nur schwer mit denen eines Grava­sterns in Einklang zu bringen sind. Somit kann es sich bei GW150914 nicht um die Verschmel­zung zweier Grava­sterne handeln. Daher bleibt die Fusion von zwei schwarzen Löchern die über­zeugendste Erklärung der Beob­achtungen. „Als theore­tischer Physiker muss man immer offen für neue Ideen sein, egal wie exo­tisch sie auch sein mögen“, so Rezzolla. „Fort­schritte gibt es in der Physik immer dann, wenn Theorien mit neuen experi­men­tellen Ergeb­nissen konfron­tiert werden. In diesem Fall passt die Idee der Grava­stern-Ver­schmel­zung einfach nicht zu den Beob­achtungen."

GUF / RK

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