Eine der vordringlichen Aufgaben der modernen Astrophysik ist die von Einstein theoretisch vorhergesagte Registrierung von Gravitationswellen. Es wurde angenommen, dass kollidierende Schwarze Löcher die stärkste Quelle solcher Wellen sind, aber Superstrings im Moment ihres "Todes" könnten sich als noch vielversprechender erweisen.
Die stärksten Quellen von Gravitationswellen sind Schwarze Löcher zum Zeitpunkt ihrer Verschmelzung
Die Existenz von Gravitationswellen, die auf natürliche Weise aus modernen Vorstellungen über die Struktur des Universums hervorgehen, wurde von Albert Einstein vorhergesagt. In seinem Weltbild ist die Schwerkraft nichts anderes als eine Verzerrung der Topologie des Raum-Zeit-Kontinuums. Gleichzeitig sind Gravitationswellen eine Art „Welle“der Raumzeit, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet. Jeder Körper, der sich mit Beschleunigung bewegt, strahlt zwangsläufig Gravitationswellen aus - vorausgesetzt, die Anziehungskraft außerhalb erfährt ungleichmäßige Änderungen. Mit anderen Worten, eine absolut homogene Kugel, die sich um ihre eigene Achse dreht, erzeugt keine Gravitationswellen. Wenn sich jedoch am Äquator der Kugel eine lokale Verdichtung bildet, sendet sie im Rotationsprozess Gravitationswellen aus, die zu einer allmählichen Verlangsamung führen. Die Intensität von Gravitationswellen hängt von der Bewegungsgeschwindigkeit und dem Körpergewicht ab.
Bislang konnten Physiker noch keine experimentelle Bestätigung dafür erh alten, dass Gravitationswellen wirklich existieren, aber vielen zufolge könnte dies in sehr naher Zukunft geschehen, wenn neue hochempfindliche Detektoren gebaut werden. Kollidierende Schwarze Löcher sollten theoretisch die stärksten Quellen von Gravitationswellen sein – während solcher Kataklysmen werden Gravitationswellen millionenfach intensiver emittiert, als alle Galaxien des Universums „normalerweise“emittieren.
Der Astrophysiker Craig Hogan schlug jedoch vor, dass kosmische Fäden die ersten Quellen von Gravitationswellen sein könnten, die terrestrische Geräte erkennen können. Die Superstring-Theorie, die oft als fantastisch und spekulativ kritisiert wird, ist immer noch der Hauptkandidat für die Rolle eines Modells, das in der Lage ist, die vier Arten physikalischer Wechselwirkungen zu vereinen, die im Universum beobachtet werden - gravitativ, elektromagnetisch, stark und schwach. Eine seiner interessanten Konsequenzen ist die Annahme, dass es im Universum unzählige kosmische Superstrings geben sollte – eigentümliche Defekte in der Topologie des Weltraums. Superstrings sind sehr, sehr dünne (weniger als ein Elektron im Durchmesser) und sehr, sehr lange (in der Größenordnung einer Galaxie) Objekte, die den gef alteten Raum des frühen Universums umschließen. Sie können sich zu einem Ring schließen und instabil werden: Der Ring schrumpft allmählich, und wenn sein Durchmesser die Größe eines Elementarteilchens erreicht, zerfällt die Schnur in einer kolossalen Explosion. „Superstrings sind zu leicht, um kosmische Strukturen spürbar zu beeinflussen, aber im Moment ihres Verschwindens sollten sie einen Wasserfall aus Gravitationswellen erzeugen“, sagt Craig Hogan.
Vielleicht werden die ersten zuverlässigen Beweise für die Existenz von Gravitationswellen mit der Laser Interferometer Space Antenna (LISA) gewonnen. Dieses aus mehreren Orbitern bestehende System wird in der Lage sein, sehr niederfrequente Wellen zu detektieren und um Größenordnungen empfindlicher zu sein als alle bestehenden Gravitationsdetektoren. Zusätzlich zu den erwarteten Quellen von Gravitationswellen – wie Doppelsternsystemen und supermassiven Schwarzen Löchern – wird LISA in der Lage sein, Wellen zu erkennen, die durch den Kollaps von Ring-Superstrings entstehen. Craig Hogan bemerkt: „Wenn wir das richtige Signal bekommen, wird es eine echte experimentelle Bestätigung dafür sein, dass die theoretisch vorgeschlagenen Superstrings existieren.“
Siehe auch: "Wellen der Raumzeit".
