As Gravitationswellenastronomie ist noch ein relativ neues Gebiet, die Forscher müssen noch weit über die Beobachtung mächtiger kosmischer Ereignisse hinausgehen, die einen riesigen gravitativen Fußabdruck hinterlassen.
Schwarze Löcher, die sich gegenseitig verzehren, und explodierende Neutronensterne sind zwei Beispiele, die Forscher in jüngster Zeit entdeckt haben.
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Unter all diesem Rauschen gibt es jedoch eine andere Art von Welle, die als ursprüngliche Gravitationswelle bezeichnet wird und die Geheimnisse des frühen Universums enthüllen könnte.
Jetzt veröffentlichte eine Gruppe von Astronomen ein Papier in Physical Review Letters das beschreibt ihre Methode zur Erkennung dieser Wellen inmitten des enormen Rauschens von zusammenstoßenden Sternen.
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Geister der kosmischen Vergangenheit
Ursprüngliche Gravitationswellen wurden während des Urknalls gebildet. Sie haben über mehr als an Intensität verloren. 13 Milliarden Jahre, aber sie sind immer noch da, schwach erkennbar.
Da diese Gravitationswellen so schwach sind, hat sich der größte Teil der Bemühungen, sie zu erkennen, auf die Art und Weise konzentriert, wie sie das Licht beeinflussen. Universum heute schreibt
Nach dem Standardmodell der Kosmologie sollten ursprüngliche Gravitationswellen die Ausrichtung des Lichts auf seinem Weg durch den Raum leicht verdrehen.
Als solches sollte Licht vom kosmischen Mikrowellenhintergrund CMB eine B-Mode-Polarisation haben. Das Problem ist jedoch, dass andere Weltraummaterialien wie Staub ebenfalls eine B-Mode-Polarisation im CMB verursachen könnenleicht die beiden zu verwechseln.
Die Forschungsgruppe unter der Leitung von Sylvia Biscoveanu, Doktorandin am Kavli-Institut für Astrophysik und Weltraumforschung des MIT, glaubt, eine Methode gefunden zu haben, um Gravitationswellen direkt zu erfassen.
Aussortieren der ursprünglichen Gravitationswellen
Der Prozess des Teams umfasst das Entfernen der lauten Signale auf ähnliche Weise wie bei der Nachbearbeitung bei der Tonaufnahme, wobei ein Ton nachträglich entfernt wird.
Das Team erstellte ein Modell eines durchschnittlichen Gesamtsignals aus Ereignissen wie Schwarzes Loch und Fusionen von Supernovae. Nachdem die Forscher dies aus den Gravitationswellendaten entfernt hatten, blieb ihnen immer noch Rauschen, das durch zufällige Schwankungen des Gravitationswellendetektors selbst verursacht wurde.
Die Forscher schlugen vor, Rauschdaten von mehreren Gravitationswellenobservatorien zu vergleichen, von denen jede unterschiedliche Geräusche emittiert. Das Team entfernt dann alle Geräusche, die zwischen diesen Observatorien nicht üblich sind.
Auf diese Weise glauben die Astronomen, dass sie in der Lage sein sollten, über alle diese Observatorien hinweg das gleiche Urwellensignal aufzunehmen.
Obwohl die Forscher gezeigt haben, dass ihre Methode in Simulationen funktionieren kann, sind die heutigen Gravitationswellenobservatorien einfach nicht weit genug fortgeschritten, damit die Methode funktioniert.
Da neue, empfindlichere Observatorien online gehen, wird die Methode wahrscheinlich bei Versuchen eingesetzt, primordiale Gravitationswellen zu erfassen. Wenn die Methode funktioniert, bietet sie der wissenschaftlichen Gemeinschaft eine hervorragende Gelegenheit, einige ihrer zu testen. Hypothesen ein der Urknall und der Beginn des Universums.