Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik, Teilinstitut Hannover

Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik, Teilinstitut Hannover

Im Jahr 2002 eröffnete in Hannover ein Teilinstitut des Potsdamer Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut), das eng mit dem Institut für Gravitationsphysik der Leibniz Universität Hannover zusammenarbeitet. Gemeinsam spielen sie eine führende Rolle bei der Suche nach den bereits im Jahr 1916 von Einstein vorhergesagten Gravitationswellen – winzigen Kräuselungen der Raumzeit, die von kosmischen Großereignissen künden.

Das Teilinstitut betreibt rund 20 Kilometer südlich von Hannover den deutsch-britischen Gravitationswellen-Detektor GEO600, der empfindlich genug ist, um starke Gravitationswellen aus der kosmischen Nachbarschaft zu messen. Das Teilinstitut arbeitet eng mit den anderen großen Detektoren zusammen und entwickelt Messtechnologien und Konzepte für zukünftige Gravitationswellen-Detektoren. So ist es federführend in der Vorbereitung der Satellitenmissionen LISA Pathfinder und eLISA. Zur Analyse der Messdaten des weltweiten Netzwerks der Gravitationswellen-Detektoren entwickelt das Teilinstitut höchst effiziente mathematische Methoden und implementiert sie auf Supercomputern. Unter anderem betreibt es Atlas, den leistungsfähigsten für die Gravitationswellen-Datenanalyse maßgeschneiderten Computercluster der Welt. Zusammen mit US-Partnern leitet das Hannoveraner Teilinstitut des AEI das Rechenprojekt Einstein@Home, bei dem sich Freiwillige aus der aller Welt mit ihren PCs, Laptops oder Smartphones an der Datenanalyse beteiligen.

Kontakt

Callinstr. 38
30167 Hannover
Telefon: +49 511 762-2229
Fax: +49 511 762-2784

Promotionsmöglichkeiten

Dieses Institut hat eine International Max Planck Research School (IMPRS):

IMPRS on Gravitational Wave Astronomy

Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit zur individuellen Promotion bei den Direktoren und Forschungsgruppenleitern.

Abteilung Beobachtungsbasierte Relativität und Kosmologie

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Abteilung Laserinterferometrie und Gravitationswellen-Astronomie

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<span>„Jugend forscht“ spürt Gravitationswellen nach</span>

Jugend-forscht-Sieger besuchen MPI Hannover

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Nobelpreis für Physik geht an Gravitationswellenforscher

Glückwünsche vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Hannover und Potsdam und der Leibniz Universität Hannover

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Gravitationswellen gehen zum dritten Mal ins Netz

LIGO beobachtet ein Signal, das erneut am Albert-Einstein-Institut in Hannover entdeckt wird

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<p>Karsten Danzmann erhält Körber-Preis</p>

Max-Planck-Direktor und Professor der Leibniz Universität für Entwicklung von Schlüsseltechnologien für Gravitationswellen-Detektoren ausgezeichnet

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Gravitationswellen aus dem Heimcomputer

Das Projekt Einstein@Home ermöglicht es jedermann, am eigenen PC, Laptop oder Smartphone nach Gravitationswellen zu suchen und damit selbst zum Entdecker zu werden.

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Albert Einstein hatte recht: Gravitationswellen existieren wirklich. Am 14. September 2015 gingen sie ins Netz. Das wiederum hätte Einstein verblüfft, glaubte er doch, sie seien zu schwach, um jemals gemessen zu werden. Umso größer war die Freude der Forscher – insbesondere jener am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik, das an der Entdeckung maßgeblich beteiligt war.

… wollen die Forscher des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik auf keinen Fall. Geht es doch um nicht weniger als die Stütze für eine Säule des modernen Weltbilds, um die allgemeine Relativitätstheorie. So formulierte Albert Einstein im Jahr 1915 unter anderem, dass die beschleunigte Bewegung von Massen zu Störungen führt, die sich lichtschnell durch den Raum bewegen – Gravitationswellen genannt. Die Erde etwa beult bei ihrem jährlichen Lauf um die Sonne die Raumzeit aus und strahlt dabei Gravitationswellen ab. Angesichts der immensen Zahl von Planeten oder Doppelsternen müsste es im Weltall davon nur so wimmeln. Aber in den meisten Fällen sind die kosmischen Kräuselungen zu schwach, um mit irdischen Detektoren aufgespürt zu werden. Glücklicherweise gibt es im Universum aber noch viel heftigere Erschütterungen: den Tanz oder die Kollision von Neutronensternen und schwarzen Löchern oder die Explosion einer massereichen Sonne als Supernova. Solche brachialen Ereignisse sind es, auf die Wissenschaftler weltweit warten – etwa auf einem Feld in Ruthe bei Hannover. Dort streckt GEO600 seine beiden jeweils 600 Meter langen Arme aus. Die evakuierten Edelstahlrohre haben 60 Zentimeter Durchmesser und sind zur Erhöhung der Stabilität gewellt. In ihnen verbirgt sich das zweitlängste Laserstrahl-Interferometer Europas. Das Messprinzip beruht auf der Tatsache, dass Gravitationswellen abwechselnd den Raum stauchen und dehnen. Rasen sie durch GEO600, verändern sie auch die Rennstrecken des Laserstrahls, der in den beiden senkrecht zueinander angeordneten Rohren läuft. Diese winzige Längendifferenz im Bereich von 10-19 Metern bringt die Lichtwellen im Detektor aus dem Takt. Ein Signal erscheint. Alarm! Bisher jedoch gab es nur Probealarme. Die Forscher tüfteln daran, die Empfindlichkeit der Anlage beständig zu erhöhen. Wenn der Kosmos wieder einmal bebt, möchten sie die Gravitationswellen endlich dingfest machen und damit ein neues Beobachtungsfenster ins All eröffnen.

Vor einem Jahrhundert postulierte Albert Einstein in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie die Existenz von Gravitationswellen. Doch bisher haben sich diese Verzerrungen der Raumzeit hartnäckig der direkten Beobachtung entzogen.

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Die Entdeckung des ersten Gravitationswellen-Signals

2017 Drago, Marco; Lundgren, Andrew

Astronomie Astrophysik Plasmaphysik Quantenphysik Teilchenphysik

Am 14. 09. 2015 konnten erstmals mithilfe der Advanced-LIGO-Detektoren Gravitationswellen direkt nachgewiesen werden. Das Signal stammte von der Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher mit jeweils rund 30 Sonnemassen in etwa 1,3 Milliarden Lichtjahren Entfernung zur Erde. Albert Einstein hatte die Existenz dieser Wellen im Jahr 1916 vorhergesagt. Die ersten Stunden der Jahrhundert-Entdeckung spielten sich am MPI für Gravitationsphysik in Hannover in der Abteilung „Beobachtungsbasierte Relativität und Kosmologie“ von Bruce Allen ab. Die Autoren waren die ersten Personen, die das Signal sahen.

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LISA Pathfinder ebnet den Weg zu Gravitationswellenmessungen im All

2016 Reiche, Jens; Hewitson, Martin; Grothues, Hans-Georg; Knispel, Benjamin; Danzmann, Karsten

Astronomie Astrophysik

Die Satellitenmission LISA Pathfinder demonstriert Schlüsseltechnologien für zukünftige Gravitationswellen-Observatorien im All wie eLISA. Diese werden niederfrequente Gravitationswellen beispielsweise von Paaren extrem massereicher schwarzer Löcher oder galaktischen Doppelsternsystemen untersuchen. LISA Pathfinder ist am 3. Dezember 2015 ins All gestartet und hat im März 2016 seine wissenschaftliche Messkampagne begonnen. LISA Pathfinder wird zu einem Modell aller Rauschquellen für eLISA-artige Missionen führen.

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Gravitationswellen sind eine Vorhersage der Allgemeinen Relativitätstheorie. Binärsysteme aus Neutronensternen und Schwarzen Löchern erzeugen diese winzigen Kräuselungen der Raumzeit. Große interferometrische Detektoren sollen sie nachweisen. Neben der Messtechnik spielt die Datenanalyse eine entscheidende Rolle, denn nur mittels empfindlicher und effizienter Methoden lassen sich die schwachen Signale aus dem Detektorrauschen herausfiltern. Wissenschaftler des MPI für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut) haben dazu beigetragen, die ersten Entdeckungen greifbarer zu machen.

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Gravitationswellenastronomie: Ein Blick auf die dunkle Seite des Universums

2013 Lück, Harald

Astronomie Astrophysik Quantenphysik

Vor etwa zwei Jahrzehnten wurde mit dem Bau von kilometergroßen Gravitationswellendetektoren begonnen. Seither konnte die Empfindlichkeit stetig gesteigert werden und mit dem jetzigen Ausbau zur zweiten Generation wird in einigen Jahren die erstmalige direkte Detektion und damit auch die Analyse einiger astrophysikalischer Prozesse durch Gravitationswellen erwartet. Routinemäßige Beobachtungen werden jedoch erst mit der darauffolgenden dritten Generation, wie dem Einstein Telescope, einem in europäischer Zusammenarbeit konzipierten, unterirdischen Gravitationswellenobservatorium, möglich sein.

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Pulsare sind schnell rotierende, hochmagnetisierte Neutronensterne, die wie ein Leuchtturm im Radio-, Röntgen- oder Gammawellenbereich blinken. Die Suche nach reinen Gammapulsaren ist extrem aufwendig und rechenintensiv. Auch mit modernsten Teleskopen wie dem Fermi-Satelliten werden pro Tag nur ein paar Gammaphotonen eines solchen Pulsars registriert. Dank einer effizienteren Analysetechnik, ursprünglich entwickelt zur Detektion von Gravitationswellen dieser schnell drehenden Neutronsterne, wurde eine Reihe bislang unbekannter und leuchtschwacher Gammapulsare in den Fermi-Daten entdeckt.

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