Das Einstein-Teleskop

Mit dem unterirdischen Einstein-Teleskop sollen Signale aus der Phase direkt nach dem Urknall aufgefangen und Studien zu der Natur extrem schwerer Objekte, wie Neutronensterne und schwarzer Löcher, angestellt werden. Das Observatorium ist damit von großer Bedeutung für die internationale Natur- und Sternkunde. Als Auftrag an Hightech-Unternehmen und als Treiber des technischen Fortschritts stellt das Einstein-Teleskop auch für die Gesellschaft eine außergewöhnliche Chance dar.

Das empfindlichste Observatorium für Gravitationswellen, das je gebaut wurde

Das Einstein-Teleskop ist durch seine Konstruktion zu Messungen fähig, die mindestens zehnmal genauer sind, als es mit den heutigen Detektoren möglich wäre. Das erlaubt es, ein tausendfach größeres Areal des Weltalls auf der Suche nach Gravitationswellen abzusuchen und Quellen aufzuspüren, die zu schwach sind, um sie mit den Detektoren der aktuellen Generation erfassen zu können. So machen sich die Forscherinnen und Forscher etwa auf die Suche, um die Beschaffenheit von Neutronensternen, die Entstehung schwarzer Löcher und die Struktur des Weltalls unmittelbar nach dem Urknall zu erkunden. Mit diesen neuen Erkenntnissen wollen die Physikerinnen und Physiker die Relativitätstheorie Einsteins genauer überprüfen als je zuvor. So gelangen wir zu neuen Einblicken in unser Universum.

Unterirdischer Detektor

Um Gravitationswellen zu erkennen, misst das Einstein-Teleskop Längenänderungen in kilometerlanger Tunneln, die ungefähr 200 bis 300 Meter unter der Erde angelegt werden sollen. In den Tunneln strahlen Laserbündel aufeinander, die sich normalerweise gegenseitig neutralisieren – es sei denn eine Gravitationswelle kommt an und die Tunnel werden dadurch kurz gedehnt und gestaucht. Das daraus entstehende Lichtsignal bildet den Fingerabdruck einer Gravitationswelle und enthält Informationen über die Quelle des Signals, zum Beispiel die Bildung eines schwarzen Lochs oder miteinander kollidierende Neutronensterne.

Das Einstein-Teleskop ist für eine Empfindlichkeit von 22 Nachkommastellen ausgelegt und damit in der Lage, Längenänderungen zu registrieren, die zehntausendmal kleiner sind als Protonen in einem Atomkern. Um diese unvorstellbare Genauigkeit zu erzielen, wirft das Observatorium in kilometerlangen Tunneln Laserbündel hin und her. Ein ultrahohes Vakuum und eigens konstruierte Trägheitsdämpfer filtern störende Schwingungen aus der Umgebung heraus. Diese Technik ist leise, sicher und sauber. Sie dient einzig und allein der Beobachtung und Registrierung von Gravitationswellen.

Versuchsanlage ETpathfinder

Forscherinnen und Forscher und Unternehmen in den Niederlanden, Belgien und Deutschland wollen Vorbereitungen treffen, um die hohen Anforderungen an die Technik des Einstein-Teleskops zu erfüllen. Deshalb arbeiten sie gemeinsam an der Forschungs- und Entwicklungsanlage ET Pathfinder. Diese Versuchsanlage muss für das Einstein-Teleskop zum Beispiel Präzisionstechniken, Oberflächen-Beschichtungen und Optiken entwickeln, aber auch Mess- und Regeltechnik, geotechnische Geräte, seismische Isolationssystemen und IT-Einrichtungen bereitstellen sowie für Konstruktion, Produktion und Materialbeschaffung sorgen.