TRR 7:
Gravitationswellenastronomie: Methoden - Quellen - Beobachtungen
Fachliche Zuordnung
Physik
Förderung
Förderung von 2003 bis 2014
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5485423
Mit seiner Allgemeinen Relativitätstheorie hat Albert Einstein unser physikalisches Weltbild tief greifend verändert. Einstein erkannte insbesondere, dass sich die Gravitationswirkung zwischen Massen als Geometrie der Raumzeit verstehen lässt. Standen zu Beginn die experimentelle Verifizierung der Theorie und die Interpretation der neuen Konzepte im Vordergrund, so geht es heutzutage vor allem um astrophysikalische Anwendungen der Theorie.
Dieser Sonderforschungsbereich/Transregio, der etwa 50 Wissenschaftler und zahlreiche Doktoranden und Diplomanden vereint, beschäftigt sich hauptsächlich mit der theoretischen Modellierung der kosmischen Quellen der Gravitationsstrahlung, der Verbesserung des Detektorenkonzeptes und der Auswertung der zu erwartenden Gravitationswellensignale.
Seit der Entdeckung und Interpretation der Radioquelle PSR 1913+16 als Doppelsternsystem durch J. A. Taylor und R. A. Hulse sind Gravitationswellen kein theoretisches Konstrukt, sondern ein durch die astronomische Beobachtung indirekt nachgewiesenes Phänomen. Die direkte (terrestrische) Registrierung von Gravitationswellensignalen stellt höchste Anforderungen an die experimentelle Technik und ist bisher noch nicht gelungen. Es besteht aber begründete Hoffnung, dass die in der Erprobungsphase befindlichen großen Laser-Interferometer LIGO (USA), VIRGO (Italien/Frankreich), GEO 600 (Deutschland/Großbritannien) und TAMA (Japan) schon bald die ersten kosmischen Gravitationswellensignale messen werden.
Es ist verständlich, dass diese experimentelle Entwicklung von großen theoretischen Anstrengungen begleitet werden muss: In die vom Experiment benötigte Voraussage der Signalformen gehen die physikalischen Modelle der kosmischen Gravitationsstrahlungsquellen (Supernovaexplosionen, Verschmelzungen von Doppelsternen, Kollapsphänomene) ein. Andererseits müssen aus den empfangenen Signalen Rückschlüsse auf die Physik der kosmischen Quellen erarbeitet werden. Zur Realisierung dieses Zieles wollen experimentelle und theoretische Physiker, Astrophysiker und Mathematiker der Universitäten Jena, Tübingen und Hannover sowie der Max-Planck-Institute für Gravitationsphysik in Golm und für Astrophysik in Garching eng zusammenarbeiten.
DFG-Verfahren
Transregios
Abgeschlossene Projekte
-
A01 - Analysis asymptotisch flacher Raumzeiten
(Teilprojektleiter
Friedrich, Helmut
)
-
A02 - Numerische Berechnung von Gravitationswellen isolierter Systeme
(Teilprojektleiter
Frauendiener, Jörg
)
-
A04 - Analytische Approximationsmethoden
(Teilprojektleiter
Schäfer, Gerhard
)
-
A05 - Numerische Methoden für die Allgemeine Relativitätstheorie
(Teilprojektleiter
Brügmann, Bernd
;
Lubich, Christian
;
Zumbusch, Gerhard
)
-
A07 - Pseudo-spectral methods for the Einstein equations on hyperboloidal slices
(Teilprojektleiter
Ansorg, Marcus
)
-
B01 - Rotating Neutron Stars and Black Holes
(Teilprojektleiter
Ansorg, Marcus
;
Meinel, Reinhard
)
-
B02 - Schwingungsmoden rotierender Neutronensterne
(Teilprojektleiter
Kley, Wilhelm
;
Ruder, Hanns
)
-
B03 - Gravitationskollaps kompakter astrophysikalischer Objekte
(Teilprojektleiter
Müller, Ewald
)
-
B04 - Inspiralling Black Holes and Neutron Stars
(Teilprojektleiter
Schäfer, Gerhard
)
-
B05 - Collision and Merger of Black Holes and Neutron Stars
(Teilprojektleiter
Brügmann, Bernd
;
Rezzolla, Luciano
;
Thornburg, Jonathan
)
-
B06 - Verschmelzende Neutronensterne
(Teilprojektleiter
Janka, Hans-Thomas
;
Rezzolla, Luciano
)
-
B07 - Orbits Schwarzer Löcher
(Teilprojektleiter
Brügmann, Bernd
)
-
B08 - Oszillationen und Instabilitäten relativistischer Sterne
(Teilprojektleiter
Kokkotas, Ph.D., Kostas
)
-
B09 - Magnetare
(Teilprojektleiter
Kokkotas, Ph.D., Kostas
;
Neuhäuser, Ralph
)
-
B10 - Elektromagnetische Signale beim Verschmelzen von supermassiven Schwarzen Löchern
(Teilprojektleiter
Amaro-Seoane, Ph.D., Pau
;
Rezzolla, Luciano
)
-
C01 - Iterative Design of the Sensitivity Curve of Gravitational Wave Detectors
(Teilprojektleiter
Danzmann, Karsten
;
Lück, Harald
;
Schutz, Bernard
)
-
C02 - Interpretation von Gravitationswellensignalen
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Allen, Bruce
;
Neuhäuser, Ralph
;
Papa, Maria Alessandra
)
-
C03 - Konzepte für hochauflösende Interferometer basierend auf reflektiven optischen Komponenten
(Teilprojektleiter
Danzmann, Karsten
;
Tünnermann, Andreas
)
-
C04 - Messung von Gütefaktoren bei kryogenen Temperaturen
(Teilprojektleiter
Nawrodt, Ronny
;
Seidel, Paul
;
Tünnermann, Andreas
)
-
C05 - Hochreflektierende Wellenleiterschichten für Detektortestmassen
(Teilprojektleiter
Schnabel, Roman
;
Tünnermann, Andreas
)
-
C06 - LISA-Datenanalyseverfahren
(Teilprojektleiter
Danzmann, Karsten
;
Heinzel, Gerhard
;
Schutz, Bernard
)
-
C07 - Populationen astrophysikalischer Quellen
(Teilprojektleiter
Neuhäuser, Ralph
;
Werner, Klaus
)
-
C08 - Nichtklassisches Auslesen von Gravitationswellendetektoren
(Teilprojektleiter
Danzmann, Karsten
;
Schnabel, Roman
)
-
C09 - Optische Eigenschaften siliziumbasierter Testmassen
(Teilprojektleiter
Nawrodt, Ronny
;
Schnabel, Roman
)
-
C10 - Coherent Noise Cancellation for Optomechanical Sensing and Gravitational Wave Detectors
(Teilprojektleiterin
Heurs, Michèle
)
-
Z - Geschäftsstelle des Sonderforschungsbereichs
(Teilprojektleiter
Brügmann, Bernd
)
-
Ö - Öffentlichkeitsarbeit
(Teilprojektleiter
Brügmann, Bernd
)
-
Ö - Public Outreach "Gravitational Wave Astronomy"
(Teilprojektleiter
Brügmann, Bernd
)