Gravitationswellen - Hintergrundinformationen und Filme

Laut Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie sind sie so gut wie unausweichlich, wenn Massen beschleunigt werden: Gravitationswellen, winzige Verzerrungen der Raumgeometrie, die sich mit Lichtgeschwindigkeit durch das All ausbreiten.
 

Hier stellen wir Ihnen Computersimulationen des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik vor, die Jugendliche mit dem Phänomen der Gravitationswellen bekannt macht und dazu angeregt, sich mit spannenden Fragen der Astrophysik, Schwarzen Löchern und Neutronensternen zu beschäftigen. Die Schülerinnen und Schülern lernen Simulationen als wichtige Werkzeuge der Wissenschaftler kennen, die den experimentellen Nachweis von Gravitationswellen ermöglichen sollen.

Unanschauliches anschaulich machen

Während sich Schülerinnen und Schüler Wasserwellen sehr anschaulich vorstellen können, sind Gravitationswellen etwas sehr Abstraktes. Anhand der Simulationen kann eine Analogie zwischen beiden Phänomenen hergestellt werden, ohne deshalb den komplexen Inhalt des Themas Gravitationswellen verstanden haben zu müssen. Zum Einstieg in die Thematik bietet sich auch eine Recherche bei "Einstein-Online" an, einem Projekt des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik:

  • Gravitationswellen
    Informationen und eine Animation zu rhythmischen Verzerrungen, Infos zu Wellen-Quellen, zur Gravitationswellen-Astronomie und zu den Detektoren für die Wellenjagd

    Von schwarzen Löchern und Neutronensternen

    Besonders starke Gravitationswellen entstehen, wenn superkompakte Himmelskörper wie Schwarze Löcher oder Neutronensterne miteinander verschmelzen. Aber auch bei gigantischen Sternexplosionen kann es zur Freisetzung großer Energiemengen in Form solcher Wellen kommen. Analog zu dem Licht, das uns Informationen von weit entfernten Sternen und Galaxien übermittelt, soll die "Gravitationswellenastronomie" der Wissenschaft in Zukunft Einblicke in die energiereichsten Ereignisse des Universum gewähren. Der Nachweis von Gravitationswellen ist allerdings eine große Herausforderung. Zahlreiche Störungen, wie zum Beispiel der Gravitationseinfluss vorbeifahrender Autos oder winzige Erschütterungen der Gravitationswellendetektoren durch ferne Erdbeben, verstecken die Signale aus dem All in einem Rauschen. Wer aus diesen Störungen das gesuchte Signal herausfiltern will, muss genau wissen, wonach er sucht. Dabei helfen Computersimulationen, die zum Beispiel zeigen, welcher Art Gravitationswellen sind, die bei der Kollision Schwarzer Löcher entstehen. Die beiden hier vorgestellten Filme, "Die größten Crashs im Universum" und "Neutronensterne auf Kollisionskurs", zeigen die Ergebnisse solcher Simulationen.

    • Die größten Crashs im Universum
      Wissenschaftler simulieren den Zusammenstoß von Schwarzen Löchern. Solche Simulationen sollen den experimentellen Nachweis von Gravitationswellen erleichtern.

    Zusatzinformationen

    Informationen zu den Autoren

    Dr. Markus Pössel ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut).

    • Mehr Infos im Autorenverzeichnis
      Hier können Sie Kontakt mit Herrn Dr. Pössel aufnehmen. Zudem finden Sie hier eine Liste mit allen Lehrer-Online-Beiträgen des Autors.

    Dr. Karl Sarnow unterrichtet die Fächer Physik, Mathematik und Informatik am Gymnasium Isernhagen (Niedersachsen) und unterstützt die Redaktion von Lehrer-Online als Fachberater.

    • Mehr Infos im Autorenverzeichnis
      Hier können Sie Kontakt mit Herrn Dr. Sarnow aufnehmen. Zudem finden Sie hier eine Liste mit allen Lehrer-Online-Beiträgen des Autors.
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