Forscher haben Schockwellen entdeckt, die von den Bahnen der supermassiven schwarzen Löcher verschmelzender entfernter Galaxien ausgehen.
Dies könnte der erste direkte Beweis dafür sein, wie massive Schwarze Löcher bei ihrer Kollision Raum und Zeit verbiegen.
Es wird angenommen, dass sich Galaxien auf diese Weise entwickeln. Überall im Universum treten diese Verzerrungen ständig auf.
Das European Pulsar Timing Array Consortium (EPTA) unter der Leitung von Prof. Michael Kramer vom Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie ist eines der Teams, die diese Entdeckung gemacht haben.
Er sagte gegenüber BBC News, dass die Entdeckung die Vorstellungen der Astronomen vom Universum für immer verändern könnte.
Sie könnte die Wahrheit über dunkle Materie und dunkle Energie enthüllen, die rätselhaften Komponenten, aus denen der Großteil des Universums besteht, und sie könnte einen neuen Weg für die Entwicklung neuer physikalischer Theorien eröffnen. "
Ein tieferes Verständnis der Rolle, die supermassereiche Schwarze Löcher bei der Entwicklung aller Galaxien spielen, könnte sich aus weiteren Forschungen ergeben.
Forscher gehen davon aus, dass es im Zentrum jeder Galaxie riesige Schwarze Löcher gibt und dass sie über Milliarden von Jahren wachsen, so Dr. Rebecca Bowler von der Universität Manchester in einer Erklärung gegenüber BBC News. Aber bis jetzt ist das alles nur hypothetisch.
"Wir wissen, dass es supermassive schwarze Löcher gibt, aber wir wissen nicht, wie sie dorthin gekommen sind. Eine Möglichkeit ist, dass kleinere schwarze Löcher miteinander verschmelzen."
Aber mit diesen neuen Beobachtungen könnten wir endlich in der Lage sein, eine solche Verschmelzung zu entdecken. Und das wiederum wird uns direkt darüber informieren, wie die größten Schwarzen Löcher entstehen", fügte der Sprecher hinzu.
Die Beobachtungen wurden durch die Untersuchung von Signalen von Pulsaren, toten Sternen, gemacht. Diese rotieren in unglaublich regelmäßigen Abständen und senden Ausbrüche von Radiosignalen aus.
Wissenschaftler haben jedoch entdeckt, dass diese Signale etwas schneller oder langsamer auf der Erde ankommen, als sie sollten. Zu diesen Forschern gehören Astronomen der Universität Birmingham und des Lovell-Teleskops in Jodrell Bank in Cheshire. Sie behaupten auch, dass die Zeitverzerrung mit Gravitationswellen übereinstimmt, die von der Verschmelzung supermassiver schwarzer Löcher im gesamten Universum erzeugt werden.
Nach Angaben von Dr. Stanislav Babak vom Labor APC am CNRS in Frankreich zufolge enthüllen Gravitationswellen "einige der bestgehüteten Geheimnisse des Universums".
Die kürzlich entdeckten Gravitationswellen unterscheiden sich von denen, die bisher gefunden wurden. Schwarze Löcher von der Größe von Sternen, die miteinander kollidieren, waren die Ursache für die früheren Wellen.
Schwarze Löcher, die Hunderte von Millionen Mal massiver sind und sich spiralförmig aufeinander zubewegen, wenn sie sich einander nähern, sind vermutlich die Quelle der in den jüngsten Forschungen beschriebenen Art.
Es kann Milliarden von Jahren dauern, bis die supermassereichen Schwarzen Löcher schließlich miteinander verschmelzen, weil ihre Gravitationskraft Raum und Zeit krümmt.
Die Gravitationswellen, die Wissenschaftler bisher identifiziert haben, lassen sich mit einem kurzen Rumpeln vergleichen, während die kürzlich entdeckten Wellen eher einem konstanten Hintergrundsummen gleichen.
Weitere Messungen werden durchgeführt, und die Kombination von Beobachtungen wird der nächste Schritt sein. Ein weiteres Ziel ist es, bestimmte Paare supermassereicher schwarzer Löcher zu identifizieren, wenn sie die Quelle sind.
Es ist auch möglich, dass andere faszinierende Phänomene, wie die ersten schwarzen Löcher, die jemals entstanden sind, oder seltsame Objekte, die als kosmische Strings bezeichnet werden und als die Samen angesehen werden können, aus denen das Universum entstanden ist, die Gravitationswellen verursachen.
In unserem täglichen Leben ist die Schwerkraft eine unveränderliche Kraft. Jedes Mal, wenn man eine Tasse loslässt, fällt sie auf den Boden und zerbricht. Im Weltraum jedoch verändert sich das Gravitationsfeld. Wenn es ein plötzliches, katastrophales Ereignis gibt, wie die Kollision zweier schwarzer Löcher, kann es sich ändern.
Das Ereignis ist so katastrophal, dass es Raum und Zeit verzerrt und Wellen verursacht, die sich im ganzen Universum ausbreiten, ähnlich wie ein Kieselstein, der in einen Teich fällt.
Die Sterne, Planeten und sogar unser eigener Körper sind im Fall der Gravitationswellen das Wasser. Wenn die Wellen über uns hinweggehen, wird alles leicht gestaucht, gedehnt, gequetscht und abgeflacht. Auch die Wellen werden schnell kleiner und verschwinden, wie in einem Teich.
2015 wurden erstmals Gravitationswellen direkt nachgewiesen, die aus der Verschmelzung von schwarzen Löchern von der Größe von Sternen stammen. In den letzten Momenten vor der Kollision haben sehr empfindliche Lasersysteme die entstehenden Wellen gemessen.
Der Pulsar-Ansatz erfasst die Wellen, die in den Milliarden Jahren vor der endgültigen Vereinigung entstanden sind, für die Art von Wellen, die von den inspirierenden supermassiven schwarzen Löchern ausgehen.
Das ist vergleichbar mit dem Werfen von Kieselsteinen in einen Teich in einem konstanten Strom. Außerdem klingt das Signal chaotisch, weil die Verschmelzungen überall im Raum stattfinden.
Die EPTA hat ihre Ergebnisse mit denen einer indischen Forschergruppe (InPTA) kombiniert und in der Zeitschrift Astronomy and Astrophysics veröffentlicht.
Die Veröffentlichung ähnlicher Analysen von drei weiteren, konkurrierenden Forschergruppen aus China (CPTA), Australien (PPTA) und Nordamerika (NANOGrav) hat unter Physikern und Astronomen großes Interesse geweckt.
Der erste Schritt für die Wissenschaftler ist die Bestätigung ihrer Ergebnisse. Die kombinierten Ergebnisse der verschiedenen Forschungsteams sind zweifellos überzeugend, aber keines der Teams erfüllt den Goldstandard von weniger als einer Fehlerwahrscheinlichkeit von einer Million, der normalerweise für einen schlüssigen Beweis erforderlich ist.
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