Gravitationswellen - Unterliegen die ebenfalls der Expansion?
Hallo zusammen.
Also, schnell mal hier, was wir über Expansion wissen: Der Weltraum, so sind sich wohl die meisten sicher, expandiert. Die Raumzeit selber expandiert. Die Rotverschiebung von elektromagnetischen Wellen war das Indiz dafür. Nun müsste, rein logisch begründet, diese Expansion, die den Raum "aufbläht" ebenfalls für eine Rotverschiebung der Gravitationswellen sorgen. Richtig ? |
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Allerdings werden die Gravitationswellen üblicherweise als Näherung für kleine Störungen auf einer statischen Raumzeit hergeleitet. Die entsprechende Näherung auf einer expandierenden Raumzeit müsste ich mir erst noch anschauen. |
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Du hast völlig recht, jede Raumzeit ist lokal flach, es gibt keine pathologischen Ausnahmen. Habe ich das behauptet? Was willst du damit sagen? Die Frage war, ob Gravitationswellen einer Rotverschiebung unterliegen. Ich denke, es ist intuitiv klar, dass das so ist. Aber um es zu beweisen muss man entweder eine Gleichung für Gravitationswellen auf einer expandierenden Raumzeit herleiten und lösen - das geht sicher irgendwie, oder man muss es eben tun - oder man kann eine Art Näherung wie in der geometrischen Optik herleiten und analog zur Parallelverschiebung für den Wellenzahlvektor argumentieren - da ist mir nicht klar, ob das vom Prinzip her geht. |
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An alle: Danke erstmal, ich wusste doch, dass meine Intuition da Recht hat.
Aber warum gibt es noch keine Herleitung ? |
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Was ich nur sagen will: Es gibt keine Notwendigkeit, Gravitationswellen in expandierenden Koordinaten zu formulieren, und man würde auch nichts grundsätzlich Neues dabei lernen. |
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Nun aber kommt ein "wellenschlagender" Raum, ein Raum, der durch Gravitationswellen beeinflusst wird. Dieser wellenschlagende Raum muss nun anders betrachtet werden, zu mindest aus 3 Perspektiven: 1) Was sind nun die Verhältnisse in Regionen mit massereichen Objekten ? 2) Wie schlägt der Raum Wellen, wenn der sich doch gleichzeitig ausdehnt ? Kann die Expansion diese Wellen gar ausgleichen, so dass die Welle unterwegs verschwindet ? Diese Welle hat eine unmittelbare Auswirkung auf den Raum, NICHT, wie elektromagnetische Wellen diesen einfach nur passieren... 3) Wie gehen wir nun mit elektromagnetischen Wellen um, die sich durch einen wellenschlagenden Raum bewegen ? |
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Beim Wasser bewegen sich Testpartikel auf und ab, bei Gravitationswellen ist es etwas komplizierter, s. die Animationen bei Wikipedia. |
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Danke so weit. Also, zusammengefasst: Die Gravitationstheorie ist noch in den Kinderschuhen, da die nur mit Hilfe der Störungstheorie beschrieben wird ?
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Das halte ich aber für absoluten Blödsinn. Jede Situation muss analytisch gelöst werden, welchen Aufwand das auch immer mit sich bringt.
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Wie willst du (z.B.) folgende Situation analytisch lösen: Du hast 16 Unbekannte und nur 10 Gleichungen. ? |
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Mit Hilfe von Methoden wie Störungstheorie kann man sich dann u.U. sukzessive dem exakten Ergebis annähern. |
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Ok, danke so weit. Aber dennoch, das stellt mich irgendwie wenig zufrieden. Gerade die Gravitation muss doch exakter beschrieben werden können, als mit einer Näherung durch die Störungstheorie. Oder etwa nicht ? Mindestens das sollte doch, gerade auf Grund des Nachweises der Gravitationswellen, nun langsam mit der Etablierung des neuen Wissenchafts-Bereiches "Gravitationskosmologie" möglich sein, sogar nötig werden, oder sehe ich das falsch ?
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Wie kann man da erwarten, dass in einer mathematisch weit anspruchsvolleren Theorie wie der Allgemeinen Relativität mehr exakte Lösungen existieren? Aber das ist ja auch nicht nötig: wenn man weiss, wie groß der Fehler ist, den man in seinen Vorhersagen macht, dann reicht das komplett aus, um Theorien zu bestätigen oder zu falsifizieren, und darum geht es ja letztlich. Die experimentellen Messungen haben ja nun sowieso auch Fehler / Messtoleranzen. |
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