Hintergrundinformation: Gravitational Universe

Gravitational Universe

In den letzten 100 Jahren haben wir enorm viel über unser Universum gelernt. Wir verstehen die Lebenszyklen der Sterne, die Strukturen von Galaxien, das Nachglühen des Urknalls und wir verstehen grundsätzlich, wie sich das Universum entwickelte. Mit der Beobachtung des Universums im elektromagnetischen Spektrum sind wir sehr weit gekommen.

Doch der Motor hinter vielen Prozessen im Universum ist die Gravitation. Wie dieser Motor jedoch eigentlich arbeitet, liegt noch im Dunkeln – denn Gravitation sendet keine elektromagnetische Strahlung aus. Wenn es uns gelingt, das Fenster zum gravitativen Universum zu öffnen, wird uns dies weiter bringen, als alle anderen wissenschaftlichen Alternativen.

Die Gravitation hat ihre eigenen Boten: Gravitationswellen, winzige Kräuselungen in der Struktur der Raum-Zeit. Sie reisen nahezu ungehindert durch das Universum, berichten von den Keimzellen der ersten Schwarzen Löcher bei Rotverschiebungen von bis z ~ 20.  Wir können das Universum dann also sehr früh, noch vor der Epoche der kosmischen Re-Ionisierung beobachten.

Mit den von eLISA detektierten Gravitationswellen wird es auch möglich sein, die Masse und Eigendrehung von Schwarzen Löchern mit einer beispiellosen Genauigkeit zu messen und damit ihre gesamte Geschichte über alle Entwicklungsstufen hinweg zur verfolgen. Gleichzeitig wird man mögliche Abweichungen von den Vorhersagen der Allgemeinen Relativität erkennen und eingrenzen können.

eLISA wird als erste Mission das komplette Universum mit Gravitationswellen erforschen. Diese neuen und einzigartigen Boten lassen eLISA das gesamte Weltall gleichzeitig beobachten. Sie gewähren tiefe Einblicke in den dynamischen Kosmos und werden uns helfen, das gravitative Universum zu entschlüsseln. Frühe Prozesse im Bereich der höchsten (TeV-)Energien können so mit bislang unerreichter Genauigkeit beobachtet und tausende neuer Doppelsternsysteme innerhalb unserer Milchstraße entdeckt werden. Künftig wird man also das gesamte Universum erforschen können, von kleinsten Bereichen in Singularitäten und Schwarzen Löchern bis hinauf in kosmologische Maßstäbe.

Das Auswahlverfahren

für die nächsten großen L-Class-Missionen der ESA begann im März 2013 mit einem offiziellen Aufruf der europäischen Weltraumbehörde, wissenschaftlichen Konzepte einzureichen. 32 sogenannte White Papers zu einem breiten Themenspektrum der Weltraumforschung gingen daraufhin bei der ESA ein.

Im September 2013 wurden 22 dieser Konzepte dem Senior Survey Committee (SSC) der ESA sowie einer breiten wissenschaftlichen Gemeinschaft präsentiert.

Vor diesem Hintergrund wählte das SSC unter seiner Vorsitzenden, Dr. Catherine Cesarsky, die wissenschaftlichen Themen für die nächsten beiden großen Missionen L2 und L3 aus und schlug sie dem Director of Science and Robotic Exploration der ESA, Dr. Alvaro Gimenez vor.

Die abschließende Entscheidung für die Themen für die L2- und L3-Missionen fällten heute die Mitglieder des Science Programme Committee (SPC) der ESA.

Die nächsten Schritte

Der nächste große Schritt auf dem Weg zur Erforschung des Gravitational Universe erfolgt 2015 mit dem Start von LISA Pathfinder und dem damit verbundenen Test von eLISA-Schlüsseltechnologien im Weltraum.

Zwischen 2014 und 2020 wird die bereits für eLISA entwickelte Technologie optimiert, gefolgt von der abschließenden Auswahl der Mission und Verpflichtung der internationalen Partner. 2024 wird dann die industrielle Umsetzung beginnen, mit dem Europäischen Konsortium, das auch die  Flughardware für LISA Pathfinder liefert. Der Start von eLISA ist für 2034 geplant.