Uni Wien: Physiker lassen Schwarze Löcher auf Supercomputern kollidieren

Die Physiker der Uni Wien lassen für ein Aufsehen erregendes Experiment Schwarze Löcher kollidieren
Die Physiker der Uni Wien lassen für ein Aufsehen erregendes Experiment Schwarze Löcher kollidieren ©APA
An einem bahnbrechenden, europäischen Projekt sind nun Wiener Physiker beteiligt. Sie lassen gemeinsam mit einem internationalen Forscherteam Schwarze Löcher kollidieren - und zwar auf Europas schnellsten Supercomputern.

Die Wissenschafter der Uni Wien sind an einem der größten europäischen Forschungsprojekte beteiligt: In dem Experiment werden die gewaltigsten Ereignisse im Universum seit dem Urknall simuliert, nämlich der Zusammenstoß von Schwarzen Löchern. Das Projekt soll dabei helfen, endlich die bei der Kollision entstehenden Gravitationswellen zu beobachten.

Gravitationswellen seit Einstein bekannt

So wie Schwarze Löcher hat Albert Einstein in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie auch Gravitationswellen vorhergesagt. Sie dehnen und quetschen Raum und Zeit und entstehen, wenn massereiche Körper beschleunigen, abbremsen, explodieren oder zusammenstoßen. Obwohl es kaum ernsthafte Zweifel an ihrer Existenz gibt, sind Gravitationswellen bisher nicht direkt gemessen worden. Hauptgrund dafür ist wohl, dass sie den Vorhersagen zufolge in der Regel äußerst schwach sind.

Große Erkenntnisse erwartet

“Unser gesamtes Wissen über den Kosmos stammt von der Beobachtung elektromagnetischer Wellen wie Licht, Radiowellen oder Röntgenstrahlen. Die Beobachtung von Gravitationswellen wird uns ein neues Fenster zum Universum öffnen, das auch über seine ‘dunkle Seite’ – wie Schwarze Löcher, die ersten Sekunden des Universums oder die Dunkle Materie – Auskunft geben wird”, so Michael Pürrer von der Gravitationsgruppe an der Fakultät für Physik der Uni Wien am Mittwoch in einer Aussendung.

Spezielle Messgeräte für Gravitationswellen

In den vergangenen Jahren wurde zur ersten direkten Beobachtung der Gravitationswellen ein Netzwerk von speziellen Messinstrumenten errichtet. Dazu zählen beispielsweise das US-amerikanische LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory), das französisch-italienische Virgo und das britisch-deutsche GEO600.

Die Wissenschafter hoffen, in diesen Anlagen von den Gravitationswellen verursachte minimale Längenänderungen von Tunneln nachzuweisen, die kleiner sind als der Durchmesser von Protonen oder Neutronen. Um die Schwankungen der Tunnellängen zu registrieren, lassen sie in kilometerlangen Vakuumröhren Laserstrahlen laufen.

Gravitationswellen entstehen, wenn Schwarze Löcher kollidieren

Die Simulationen sollen helfen, die von kollidierenden Schwarzen Löchern verursachten Gravitationswellen aus dem allgemeinen Rauschen der Detektoren herauszufiltern. Das Projekt, an dem die Wiener Physiker beteiligt sind, ist eines von 24 europäischen Vorhaben, die im Rahmen der PRACE-Initiative für Berechnungen auf Europas schnellsten Supercomputern ausgewählt wurden. Das Team erhält dafür 16,7 Millionen Stunden Computerzeit, das entspricht laut Aussendung mehr als 1.900 Prozessoren, die ein Jahr lang laufen.

Das Forschungsteam besteht aus mehr als 20 Physikern, die an den Universitäten von Wien, Cardiff, Jena, Mallorca, dem Albert Einstein Institut in Potsdam und dem California Institute of Technology arbeiten. Einige von ihnen stammen aus Wien bzw. haben in Wien gearbeitet.

Supercomputer für die Experten

Die Initiative PRACE (“Partnership for Advanced Computing in Europe”) bietet europäischen Wissenschaftern Zugang zu Supercomputern von Weltrang. Forschungsprojekte werden in einem kompetitiven Prozess nach Begutachtung durch unabhängige Experten ausgewählt. Im Moment stellt PRACE drei Supercomputer zur Verfügung, von denen jeder eine Rechenleistung von einem Petaflop erbringen kann, also eine Billiarde arithmetische Operationen pro Sekunde.

(apa)

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