Schon ein einziges Schwarzes Loch sprengt wohl die
Vorstellungskraft der meisten Menschen. Nicht auszudenken, wenn zwei
dieser exotischen Objekte zusammenstoßen. Das Ergebnis dürfte wohl
eine der gewaltigsten Kollisionen im Universum sein. Wissenschaftler
des Albert-Einstein-Institutes haben genau so ein Ereignis mit einem
Supercomputer simuliert.
Momentaufnahme aus der Simulation des Zusammenstosses und der
Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher. Bild:
Albert-Einstein-Institut |
Der Aufwand, der für solche Simulationen betrieben werden muss, ist
gewaltig: So standen dem Wissenschaftlerteam des
Albert-Einstein-Institutes bei Potsdam zwei Hochleistungscomputer zur
Verfügung, darunter einer der größten zivilen Großrechner der USA. Auf
einem normalen Computer mit nur einem Prozessor hätte diese Art von
Simulation rund 16 Jahre gedauert.
Doch der Aufwand hat sich gelohnt: Zum ersten Mal simulierten die
Wissenschaftler was passiert, wenn ein kleineres Schwarzes Loch mit einem
größeren zusammenstößt - ein Problem, an dem viele Forschergruppen, vor
allem in den USA, arbeiten. Bisher betrachteten aber alle immer einen -
wahrscheinlich recht seltenen - Spezialfall: Die beiden Schwarzen Löcher
trafen dabei immer frontal aufeinander. Die Brandenburger Wissenschaftler
betrachteten jetzt den allgemeineren Fall eines dezentralen
Zusammenstosses.
Doch wenn eine Simulation gelaufen ist, ist für die Theoretiker die
Arbeit noch nicht zu Ende: Bis nämlich aus dem Berg von Daten ein
richtiges Bild entstanden ist, vergeht meist noch einige Zeit. So nutzten
die Wissenschaftler der Albert-Einstein-Instituts drei Wochen lang einen
speziellen Grafikhochleistungsrechner, um ihre Ergebnisse zu
visualisieren.
Was sie danach zu Gesicht bekamen dürfte den Aufwand gelohnt haben:
Die Bilder zeigen, wie die beiden Schwarze Löcher wassertropfengleich zu einem
Schwarzen Loch verschmelzen und sie dabei explosionsartig sogenannte Gravitationswellen aussenden. Diese Daten
können auch für andere Wissenschaftler von unschätzbaren Wert sein. Prof. Edward Seidel, Leiter der
Arbeitsgruppe am AEI: "Die enormen Investitionen in riesige
Gravitationswellendetektoren in verschiedenen Ländern, den 1,2 Kilometer
langen Detektor GEO nahe Hannover eingeschlossen, werden sich
wohlmöglich nur dann auszahlen, wenn wir den Experimentatoren
verlässliche Methoden zur Erkennung von Gravitationswellen, zur Verfügung stellen."
