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Indien beginnt mit dem Bau eines neuen Gravitationswellen-Observatoriums

Indien wird in Kürze mit dem Bau eines Detektors beginnen, der nach winzigen Wellen im Gefüge der Raumzeit suchen wird.

Am 6. April genehmigte das indische Kabinett unter dem Vorsitz von Premierminister Narendra Modi 26 Milliarden Rupien (318 Millionen Dollar) für den Bau eines neuen Gravitationswellenobservatoriums im westlichen Bundesstaat Maharashtra. Das Observatorium, das mit vier ähnlichen Einrichtungen in der ganzen Welt zusammenarbeiten wird, soll bis 2030 in Betrieb genommen werden.

„Kurz gesagt, sie wird unsere astronomischen Fähigkeiten erweitern und uns in die Lage versetzen, nicht nur Indien, sondern auch dem Rest der Welt Input und Feedback zu geben“, sagte Unionsminister Shri Jitendra Singh bei einem Briefing am 6. April, „und damit Indien durch das Medium der Raumfahrttechnologie eine globale Rolle zu geben“.

Sobald die indische Forschungseinrichtung fertiggestellt ist, wird sie sich dem Netzwerk des Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) anschließen, das nach Störungen im Gefüge der Raumzeit sucht, d. h. nach kosmischen Signalen, die von den gewaltigsten Ereignissen im Universum stammen. Wenn massereiche Objekte wie Schwarze Löcher oder Neutronensterne beschleunigen, erzeugt ihre Bewegung „Wellen der wogenden Raumzeit“, die allgemein als Gravitationswellen bekannt sind.

Mit den LIGO-Detektoren suchen Wissenschaftler nach Beweisen dafür, dass Gravitationswellen – die von ihrer Quelle aus in alle Richtungen ausstrahlen und die Raumzeit immer ein wenig zusammenpressen und dehnen – die Erde passiert haben.

LIGO und die Gravitationswellen

So entdeckten LIGO-Wissenschaftler 2015 zum ersten Mal Gravitationswellen, die durch die Verschmelzung von schwarzen Löchern entstanden. Die Entdeckung bestätigte Albert Einsteins Vorhersage, dass Raum und Zeit nicht getrennt sind, sondern in einer gewebeartigen Struktur miteinander verwoben sind, die sich krümmt, dehnt und sogar verformt – dank der Gravitationswellen, die von gigantischen Objekten erzeugt werden, die sich mit hoher Geschwindigkeit bewegen, wie Bälle, die auf einem Gummiband umeinander kreisen. Wissenschaftler haben bisher mindestens 50 solcher Signale von verschmelzenden Schwarzen Löchern und Neutronensternen entdeckt.

Jedes Mal, wenn ein LIGO-Detektor ein Signal auffängt, müssen die Wissenschaftler bestätigen, dass das potenzielle Signal wirklich von einem Ereignis im Weltraum stammt, z. B. von der Verschmelzung schwarzer Löcher, und nicht von den vielen Störquellen auf der Erde wie Erdbeben, Verkehr oder sogar dem Detektor selbst. Eine Möglichkeit, falsch positive Signale auszuschließen, besteht darin, nach ähnlichen Signalen von vier weltweit verteilten LIGO-Detektoren zu suchen: Zwillingsanlagen in Washington State und Louisiana in den USA, ein dritter Detektor namens Virgo in Italien und ein vierter namens Kamioka Gravitationswellendetektor (KAGRA) in Japan.

Mit diesem Netz von vier Detektoren können die Wissenschaftler die Quellen der Gravitationswellen aufspüren, unabhängig davon, wo am Himmel sich die Objekte befinden. Daher sind sie sehr daran interessiert, dass alle vier Detektoren zusammenarbeiten. Um dies zu gewährleisten und auch Ausfallzeiten zu berücksichtigen, „braucht man wirklich mehr als vier in einem Netzwerk“, so das LIGO-Team. „LIGO-Indien wird das alles entscheidende fünfte sein.“

LIGO-Indien, das 2016 erstmals als Schwestereinrichtung der Gruppe zugelassen wurde, ist eine gemeinsame Anstrengung von drei indischen Forschungsinstituten sowie dem California Institute of Technology (Caltech) und dem Massachusetts Institute of Technology (MIT), die gemeinsam die LIGO-Detektoren in den USA betreiben.

Sieben Jahre nach der ursprünglichen Genehmigung des Projekts hat die indische Regierung nun grünes Licht für den Bau in Hingoli gegeben, einer Stadt etwa 590 Kilometer östlich von Maharashtra’s Hauptstadt Mumbai. Die Stadt hat ein 70 Hektar großes Grundstück für die geplante Anlage reserviert, und die USA werden eine Infrastruktur im Wert von rund 60 Millionen Dollar bereitstellen, einschließlich der für den Bau des Interferometers erforderlichen Hardware sowie technischer Daten und Schulungen für dessen Konstruktion und Installation, berichtete Surendra Singh von der Times of India am 6. April.

Sobald der Detektor betriebsbereit ist, „wird er die dramatischen astronomischen und astrophysikalischen Ergebnisse ermöglichen, die vom globalen Netzwerk der LIGO-Gravitationswellendetektoren im kommenden Jahrzehnt erwartet werden“, so Tarun Souradeep, Direktor des Raman Research Institute in Indien und ehemaliger Sprecher von LIGO-India, laut The Hindu.

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