BMBF-Verbundprojekt – Gravitationswellen detektieren
Astrophysikalische Ereignisse wie die Verschmelzung von zwei Schwarzen Löchern erzeugen Schwingungen der Raum-Zeit, sogenannte Gravitationswellen. Sie lassen sich mit besonderen Detektoren, den Gravitationswellenobservatorien, nachweisen. Gravitationswellen wurden vor etwa 100 Jahren von Albert Einstein vorhergesagt, der erste experimentelle Nachweis gelang allerdings erst 2015. Mittlerweile arbeiten Forschende bereits an Observatorien der dritten Generation. Zu ihnen zählt das geplante Einstein-Teleskop. Dieses Teleskop soll genauere Messungen des Nachvibrierens des Urknalls liefern und detailliertere Einblicke in Verschmelzungsprozesse im Weltall geben. Möglich wird dies durch größere Empfindlichkeiten des Teleskops in Frequenzbereichen unter zehn Hertz und über 500 Hertz. Hier stoßen bisherige Gravitationswellenobservatorien an ihre Grenzen.
Am Institut für Geophysik soll die Sensitivität im niederfrequenten Bereich verbessert werden. Es wird eine Methode entwickelt, um die gravitative Kopplung von seismischen Wellen an die Position der Spiegel vorherzusagen, um dann diesen Effekt im Nachhinein zu korrigieren. Das sogenannte Gravitations-Gradienten-Rauschen, bei dem die anziehenden Kräfte auf die Pendel sich durch die Bewegung der Umgebung ändern, kann mittels eines Netzwerks aus Seismometern vorhergesagt werden. Die Herausforderung liegt darin, aus den vielen Signalen die eigentliche Störung vorherzusagen. Hierzu werden Methoden des maschinellen Lernens entwickelt und angewendet.
Das BMBF fördert das Verbundprojekt unter Leitung der RWTH Aachen mit rund drei Millionen Euro für drei Jahre. Gut eine halbe Million Euro davon fließen in drei Teilprojekte an der Universität Hamburg, eines davon am Institut für Geophysik.
Dauer: 2020-2023
Leitung Teilprojekt Geophysik: Prof. Dr. Dirk Gajewski, Prof. Dr. Celinie Hadziioannou (UHH)
Drittmittelgeber: BMBF