Gravitationswellen

[Peho]

Die Art und Weise, wie Physiker an den Nachweis von Gravitationswellen gehen, haben bei mir folgende Fragen aufgeworfen.

Wenn ich die RT richtig verstehe, krümmt eine Gravitationswelle die Raumzeit.
Wird die Raumzeit gekrümmt, verkürzen sich die Maßstäbe und die Zeit wird dilatiert. Weiterhin sollte beim Licht der Shapiro Effekt auftreten, der das Licht in höheren GravPotential langsamer werden lässt.

Heben sich nicht alle Effekte gegenseitig auf, so daß die Welle unmeßbar wird?

Mein Vorschlag wäre, für eine Messung das Sternenlicht zu benutzen. Man müßte bei dem Wellendurchgang eine Blauverschiebung messen können, da die Eigenzeit kurzfristig dilatiert wird.

gruß Peho

[JGC]

Zitat von EMI

Hallo Peho,

das sollte gehen. Eine blau/rot Verschiebung wird durch grav.Wellen verursacht. Man müsste mal überschlägig nachrechnen ob dieser Effekt überhaupt im messbaren liegt.

Gruß EMI

Es währe meines Erachtens nach messbar, wenn man daran denken würde, das diese Verschiebungen äußerst kurzfristiger Natur sein könnten und in dem Frequenzbereich oszillieren, wie die Frequenzbänder der entsprechend beobachteten Objekte auch optisch in Erscheinung treten..

Wie schnell könnte denn so eine Rot/Blau-Verschiebung in seinem "Phasenwechsel" aufgelöst werden??

(ich meine das also SO, das ein Lichtstrahl, der uns Rot/Blauverschoben erscheint, tatsächlich in seiner periodischen EM-Schwankungen eben "vermittelt" im Rot oder Blau-Bereich auftauchen kann, während die kurzfristige Schwankung durchaus die gesamte Skala des optischen EM-Bereich durchlaufen könnte)


JGC

[Sino]

Zitat von Peho

Mein Vorschlag wäre, für eine Messung das Sternenlicht zu benutzen. Man müßte bei dem Wellendurchgang eine Blauverschiebung messen können, da die Eigenzeit kurzfristig dilatiert wird.

Ob da die Lichtmenge und die Reinheit des Spektrums ausreicht, ist die Frage.

Angeblich ist aber so etwas mit Pulsaren geplant, deren Rotations-Frequenzen ja extrem stabil sind. Da will man wohl mehrere gleichzeitig beobachten und dann aus den Frequenzverschiebungen langwellige Gravitationswellen schliessen.

Heute benutzt man wohl eine Art Interferometer mit 2 Armen im rechten Winkel, die ein paar hundert Meter bis 3km lang sind. Ich gehe mal aus, dass man das mit der ART korrekt durchgerechnet hat und sich danach ein Effekt ergeben müsste ( die sind ja nicht blöd und stecken da hunderte Mio rein, bevor sie es errechnet haben. )

Die Detektoren, die bisher laufen, sind aber erst an der Schwelle der Genauigkeit, wo es wohl überhaupt erst wahrscheinlich ist, was zu messen. Ich habe gestern erfahren, dass da die Änderung der Armlänge auf weniger als einen Atomdurchmesser gemessen werden muss.

P.S.: Achso, man versucht es wohl auf verschiedenen Frequenzen. So für 2020 plant man wohl auch ein Interferometer im Weltall zu installieren mit Sonden, die um die Sonne kreisen... Aber ich denk mal, bis dahin muss der Effekt wohl schon mal direkt gemessen worden sein. Nicht dass das ganze nachher vergebens ist.
(Hab mir gestern Abend eine Einführungsvorlesung zur ART auf Video angeschaut, da wurde das alles erwähnt, deshalb hab ich's noch im Kopf.)

[Peho]

Zitat von Sino

Angeblich ist aber so etwas mit Pulsaren geplant, deren Rotations-Frequenzen ja extrem stabil sind. Da will man wohl mehrere gleichzeitig beobachten und dann aus den Frequenzverschiebungen langwellige Gravitationswellen schliessen.

Das wäre wahrscheinlich die bessere Methode

Heute benutzt man wohl eine Art Interferometer mit 2 Armen im rechten Winkel, die ein paar hundert Meter bis 3km lang sind. Ich gehe mal aus, dass man das mit der ART korrekt durchgerechnet hat und sich danach ein Effekt ergeben müsste ( die sind ja nicht blöd und stecken da hunderte Mio rein, bevor sie es errechnet haben. )

Was macht man nicht alles, um an die Millionen zu kommen

Vorraussetzung für diese Art Messung wäre aber eine zweidimensionale Raumzeitkrümmung damit beide Arme unterschiedliches messen. Eine Raumzeitkrümmung ist aber dreidimensional und damit wird der gesamte Raum gestaucht - also beide Arme werden gestaucht. Die Welle ist ja mit c unterwegs und erfasst somit einen 3km Bereich innerhalb von 1/100.000 s

Den Shapiro Effekt halte ich für die eigentliche Raumstauchung relevant. Das muß ja auch eigentlich so sein, damit innerhalb einer größeren Raumzeitkrümmung c konstant ist. Ist die Zeit dilatiert muß der Lichtweg (Raum) gestaucht sein damit c immer gleich ist. Der Shapiro Effekt bestätigt diese Aussage der ART.

gruß Peho

[Peho]

Zitat von EMI

Gravitationswellen entstehen durch Quadrupolschwingungen von Massen und können Probekörper(Empfänger) zu Quadrupolschwingungen anregen.

In erster Linie wird eine Gravitationswelle von jedem System beschleunigter Massen (z. B. einem Doppelsternsystem oder einem sich drehenden Planeten) Gravitationswellen erzeugt. (Wiki)

Die Quadrupolwirkung entsteht dadurch, daß die Welle die Materie sowohl anzieht und dann den Raum auch staucht. Es wird dabei aber keine Energie an die Materie abgegeben so daß von einer nachhaltigen Schwingung der Materie nicht die Rede sein kann.

Lediglich die Geometrie des Raumes verändert sich und davon könnte höchstens ein weit entfernter Beobachter etwas mitbekommen aber nicht wenn der Beobachter selbst in der gekrümmten Raumzeit sitzt.

gruß Peho

[JGC]

Hallo Pheo...


Würde das nicht bestätigen, das eine gravitative Schwankung nur das gesamte EM-technische Prozedere in seiner jeweiligen Optik verschiebt und sich physikalisch gesehen rein gar nichts verändert??

Heißt es nicht von bekannten Philosophen, das die Realität, die wir vermeinen zu sehen, nur Lug und Trug ist??

Eine Illusion?


Ich glaube, das wir noch alle unser "blaues" Wunder erleben werden...


JGC

[EMI]

Zitat von Peho

Es wird dabei aber keine Energie an die Materie abgegeben so daß von einer nachhaltigen Schwingung der Materie nicht die Rede sein kann.

Die Energie der Gravitonen ist:
EGr = h*ω/2π mit ω=√(g*M/a³), g=grav.Konstante(Newton), M=erzeugende Massen, a=Abstand der Massen.

Diese Energie wird sehrwohl übertragen.
Die berühmten Alu-Zylinder von Joseph Weber wurden durch grav.Wellen in Schwingung versetzt, die Energie der Gravitonen wurde auf die Zylinder übertragen.

Gruß EMI

PS:

Zitat von EMI
Passiert eine Grav.Welle mit LG irgend einen Weltpunkt, so wird dort momentan die lokale Schwerkraft geändert.
Im Prinzip können grav.Wellen durch schwingende, rotierende oder allgemein durch beschleunigt bewegte Massen erzeugt werden.
Die emittierte Energie der grav.Wellen ist allerdings außergewöhnlich gering.

Die in der Zeiteinheit abgestrahlte Energie dE/dt (Leistung) eines Doppelsternsystems, das beispielsweise aus 2 Sternen der Masse M besteht, die im Abstand a mit der Winkelgeschwindigkeit ω um den gemeinsamen Schwerpunkt laufen, kann mit der ART berechnet werden:

dE/dt = (4/5*g/c³c²) * M²*a²*a² *ω³*ω³ mit g=grav.Konstante(Newton)

Setzt man ω = 2*Pi/T mit T=1Tag (für den Umlauf der Doppelsterne), für deren Massen 10 Sonnenmassen und für deren Abstand 3Mio km an, errechnet sich eine Stahlleistung von: ~10^20 kW.
Selbst in 10^10 Jahren würde so ein Doppelsternsystem gerade mal ~ 10^-11 % seiner ursprünglichen Masse als grav.Wellenenergieabgestrahlt haben.

[Lambert]

Für denjenigen, der mehr wissen will über Joseph:

http://de.wikipedia.org/wiki/Joseph_Weber_(Physiker)

Gruß,
Lambert

[Peho]

Zitat von EMI

Die Energie der Gravitonen ist:
EGr = h*ω/2π mit ω=√(g*M/a³), g=grav.Konstante(Newton), M=erzeugende Massen, a=Abstand der Massen.

Diese Energie wird sehrwohl übertragen.
Die berühmten Alu-Zylinder von Joseph Weber wurden durch grav.Wellen in Schwingung versetzt, die Energie der Gravitonen wurde auf die Zylinder übertragen.

Gruß EMI

Kein sehr überzeugendes Argument
siehe Wikipedia:

"Erste Berichte Webers in den Jahren 1968 und 1969, dass mit zwei unabhängigen Resonanzdetektoren in großer Entfernung tatsächlich zugleich (in Koinzidenz) Gravitationswellen festgestellt wurden, sind vermutlich auf Störeinflüsse zurückzuführen, die auf Grund ungenügender Analyse der Daten nicht als solche erkannt wurden. In späteren Versuchen in verschiedenen Institutionen konnten trotz höherer Empfindlichkeit keine Gravitationswellen nachgewiesen werden. Auch Versuche, mit einem auf die doppelte Umdrehungsgeschwindigkeit des Pulsars im Crabnebel abgestimmten Resonanzdetektor Gravitationswellen von dieser Quelle zu detektieren, waren erfolglos."

Das wäre ja zu schön um Wahr zu sein, schließlich wäre es der Nachweis, daß man Gravitonen die Energie entziehen kann - der erste Schritt zur Gravitationsabschirmung.

So weit sind wir anscheinend noch nicht.

gruß Peho

[EMI]

Zitat von Peho

Das wäre ja zu schön um Wahr zu sein, schließlich wäre es der Nachweis, daß man Gravitonen die Energie entziehen kann - der erste Schritt zur Gravitationsabschirmung.

Das hat mit Abschirmung nix zu tun.
Die Änderung von grav.Feldern erzeugt grav.Wellen, diese werden abgestrahlt und das grav.Wellen strahlende System verliert Energie.
Ein "Empfänger" absorbiert grav.Wellen Energie und ändert entsprechend seine Bewegung.
Diese Bewegungsänderung des "Empfängers" erzeugt wiederum Gravitonen, der "Empfänger" wird zum "Sender". Nix mit Abschirmung.
Das Ganze nennt man Wechselwirkung WW, grav.WW eben.

Es gelang J.Weber damals, Signale(Dauer~1s) mit seinen Zylindern zu registrieren, die das Rauschen um das Fünffache überstiegen und die als Registrierung von grav.Wellen angesprochen wurden.
Als Emissionszentrum der grav.Wellen wurde das Zentrum unserer Milchstraße lokalisiert. Im Kern der Milchstraße spielten sich offenbar unvorstellbare Aktivitäten ab.
Die registrierte Strahlungsintensität von ~10^44 W war nur erklärbar, wenn im Zentrum der Milchstraße minütlich 2 Sonnen verschwunden wären.
Dieses Ergebnis, was damals unerklärlich war, ließ Zweifel an Weber's Messungen aufkommen. Es war also eher das "zuviel" und nicht das "zuwenig" was kritisiert wurde.
Von einem riesigen SL im Zentrum der Milchstraße ging Ende der 60ziger aber noch niemand aus!

Gruß EMI