Wissenschaftler aus Irland und Großbritannien finden einen intelligenteren Weg, um Wellen in der Raumzeit zu lesen
Forscher überdenken die Analyse von Weltraumwellen, um Kollisionen von Schwarzen Löchern im gesamten Universum besser verstehen zu können.
Seit ihrer ersten Entdeckung im Jahr 2015 haben Gravitationswellen - auch bekannt als Wellen in der Raumzeit - es Forschern ermöglicht, einige ziemlich dramatische Ereignisse zu "belauschen", wie z. B. das Aufeinanderprallen zweier schwarzer Löcher.
Jetzt behaupten Wissenschaftler aus dem Vereinigten Königreich und Irland, dass sie eine genauere Methode zur Analyse dieser Wellen gefunden haben. Ihre neue Methode könnte unseren Blick darauf schärfen, was wirklich passiert, wenn Schwarze Löcher miteinander kollidieren, und dazu beitragen, mehr Hinweise auf das Ausmaß der Physik zu finden, die im Kosmos in Gang kommt.
Nicht alle Modelle sind gleich
Dr. Charlie Hoy, Hauptautor der Studie und wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Universität Portsmouth, erklärte, dass wir ein kurzes Signal auffangen, wenn eine Gravitationswelle die Erde passiert.
"Um herauszufinden, was die Ursache ist, vergleichen wir die Beobachtung mit Millionen von möglichen theoretischen Gravitationswellensignalen, die mit verschiedenen Modellen erzeugt wurden", so Hoy. "Die Herausforderung ist, dass nicht alle Modelle gleich genau sind.
Bislang mussten die Wissenschaftler mehrere Modelle durchspielen und die Ergebnisse dann mitteln. Dieser Ansatz spiegelte jedoch nicht immer wider, wie nah die einzelnen Modelle an Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie sind, so die Wissenschaftler, was bedeutet, dass einige Modelle zwar besser waren als andere, aber alle gleich behandelt wurden.
"Ich habe jahrelang darüber nachgedacht, wie man die Modellgenauigkeit in die Bayes'sche Schlussfolgerung für Gravitationswellen einbeziehen kann, und es ist sehr aufregend zu sehen, wie unsere Methode zum Leben erwacht", fügte Dr. Hoy hinzu.
Da sich die neue Methode mehr auf die Modelle stützt, die tatsächlich am besten mit der Realität übereinstimmen, erhalten die Wissenschaftler ein klareres Bild von Dingen wie der Masse und dem Spin eines Schwarzen Lochs. Außerdem verbraucht sie etwa 30 Prozent weniger Rechenleistung, was bei sehr umfangreichen Simulationen ein Vorteil ist, so die Forscher.
Was das bedeuten könnte
"Die direkte Berechnung von Gravitationswellen durch die Lösung der Einsteinschen Feldgleichungen ist sehr schwierig", sagt Hoy. "Viele Gravitationswellenmodelle sind im Laufe der Jahre entwickelt worden, aber sie haben alle einen gewissen Grad an Annäherung".
Hoy fügte hinzu, dass die neue Technik so konzipiert ist, dass sie im Laufe der Zeit immer besser wird, so dass Modelle, die immer feiner werden, in den Rahmen eingefügt werden können, was den Wissenschaftlern bessere Werkzeuge für zukünftige Entdeckungen an die Hand gibt .
Dennoch sagen die Forscher, dass der Durchbruch das, was wir über Schwarze Löcher wissen, noch nicht umschreibt, aber er könnte die nächste Welle von Entdeckungen viel leichter verständlich machen.
Quellenhinweis:
"Incorporation of model accuracy in gravitational wave Bayesian inference", published in Nature Astronomy, July 2025.