LISA Pathfinder misst Gravitationswellen im All

Fabio Favata von der Europäischen Weltraumbehörde (ESA) sagte bei einer ESA-Pressekonferenz am Dienstag, der LISA-Pathfinder-Satellit "ist eine Vorbereitung für das erste Gravitationswellen-Observatorium im All". Es geht hierbei um die Erforschung von Gravitationswellen im Weltraum. Das Projekt bedeutet "einen riesigen Fortschritt in der Messung von Gravitationswellen", ergänzte Stefano Vitale, Chefforscher beim LISA Pathfinder.

Der Pfadfinder-Satellit ist ein Forschungsraumschiff mit einem separaten Antriebsmodul. Er wurde im Dezember 2015 vom Europäischen Weltraumhafen in Französisch Guyana ins All geschossen und erreichte seine Ziellaufbahn etwa 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt Ende Januar. Die Pathfinder-Mission begann am 1. März.

Das Hauptziel ist es, die wichtigsten Technologien für zukünftige Missionen zur Messung von Gravitationswellen im Weltraum zu demonstrieren. Im All sollen die Wellen von nahem beobachtet werden, was so von Observatorien auf der Erde nicht möglich ist.

LISA Pathfinder versetzt zwei Massen in einen fast perfekten freien Fall, um ihre Bewegungen zu kontrollieren und zu messen. Der Satellit sei so etwas wie ein "Physiklabor in der Umlaufbahn", sagte ESA-Wissenschaftler Paul McNamara, der ebenfalls an dem Projekt mitarbeitet.

"So etwas wie den [LISA Pathfinder] gibt es sonst nicht", erklärt Professor Karsten Danzmann, einer der Hauptforscher der Mission, im Gespräch mit der Deutschen Welle. Danzmann ist außerdem Direktor des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik (Albert Einstein Institut) und des Instituts für Gravitationsphysik an der Leibniz Universität Hannover.

"Um Gravitationswellen festzustellen, muss man die Entfernung zwischen zwei freien Objekten messen", so Danzmann. "Auf der Erde hat man natürlich ein Problem mit der Schwerkraft - hier gibt es keine freien Objekte. Das Beste, was man auf der Erde erreichen kann, ist ein fast freier Zustand. Aber nur auf hohen Frequenzen."

Die wirklich spannenden Ergebnisse gibt es aber auf niedrigen Frequenzen.

"Da vermuten wir die spektakulärsten Wellen, also müssen wir in den Weltraum", sagt Danzmann. LISA Pathfinder ist ein "Gravitationswellendetektor für freischwebende Massen".

Der Name LISA steht für "Laser Interferometer Space Antenna". Das Interferometer wurde Ende der 1880er entwickelt und wird in vielen Forschungsbereichen in der Wissenschaft sowie von Ingenieuren genutzt.

Albert Einstein sagte die Existenz von Gravitationswellen in seiner Relativitätstheorie vor mehr als 100 Jahren voraus. Seitdem haben Physiker ständig zu beweisen versucht, dass es sie gibt. Erst in diesem Februar gaben Forscher des LIGO-Projekts bekannt, dass sie Gravitationswellen, die von zwei zusammenstoßenden Schwarzen Löchern ausgingen, messen konnten.

Alle Objekte im Universum interagieren miteinander. Dabei geben sie Gravitationswellen ab. Wissenschaftler hoffen, dass sie mehr über die dunklen Ecken unseres Universums erfahren können, wenn sie diese Wellen messen können. Was uns dort erwartet, weiß keiner genau - aber die LISA Pathfinder-Mission ist ein erster Schritt, das herauszufinden.