Gravitationswellen: Nichts verrät einiges über frühen Kosmos

[Artur57]

Außerdem gibt es auch in der RT das Paradoxon, daß das Durchlaufen einer gravitativen Wirkfront durch einen gekrümmten Raum zu unterschiedlichen euklidischen Ausbreitungsentfernungen, mithin Geschwindigkeiten führt.

Es gibt ja zwei Möglichkeiten, wie die Raumkrümmung zustande kommen kann: entweder durch ein bewegtes Teilchen, das von Massekörpern ausgesandt wird, oder durch ein Trägermaterial, das den Raum füllt und immer vorhanden ist, ein Äther mithin. Letztere Ansicht scheint in letzter Zeit wieder Anhänger zu bekommen, denn mit der Quanten-Loop-Theorie steht eine ziemlich ungetarnte Äthertheorie zur Verfügung und möchte sich Gehör verschaffen.

Der bekanntese Verteter dieser Ansicht ist in Deutschland sicher Martin Bojowald:

http://www.heise.de/tp/r4/artikel/30/30531/1.html

Schon der Ausdruck "Raum-Zeit-Atome" legt nahe, dass er für die Raumzeit einen Grundstoff annimmt und deren Krümmung wohl durch eine bestimmte Anordnung der Raumzeit-Atome verursacht sieht. Noch deutlicher wird er hier:

""Stellen wir uns einfach zwei Punkte in einem Raum vor, die aufgrund des Fehlens von Raumzeit-Atomen zueinander eine Distanz von Null haben", so Bojowald. "Fügen wir nun einige Raumzeit-Atome hin zu, vergrößert sich die Entfernung zwischen den beiden Punkten. Je mehr Raumzeit-Atome hinzu stoßen, desto größer wird die Distanz der Punkte zueinander." Auf diese Weise entsteht Raum."

Nun, wie messen wir denn die Entfernung zwischen zwei Punkten? Durch Messung der Lichtlaufzeit eben. Wenn wir diese durch Einfügen eines Raumzeit-Atoms verändern können, dann steht wohl fest, dass dieses als Träger der Lichtausbreitung fungiert.

Wie die Diskussion zeigt, werden Nachweise für diese Raumzeit-Atome gefordert, die aber wird es so schnell nicht geben. Diese Strukturen sind um so viele Größenordnungen kleiner als alles was wir beobachten können und sie werden wohl nie in der Lage sein, ein Photon zu emittieren, auch nicht indirekt. Das aber brauchen unsere Messgeräte mindestens, um irgend etwas zu detektieren.

Der große Vorteil der Äther-Theorien ist eben, dass sie die Gravitationswellen nicht brauchen, jedenfalls nicht in dieser Weise. Einstein hat sich zunächst einmal auf die Seite der Teichentheorie geschlagen, wonach die Krümmung der Raumzeit durch ein lichtschnell bewegtes Teilchen, ein Graviton, bewirkt wird. Er hat die Eigenschaften, die dieses Teilchen notwendigerweise haben muss, hergeleitet und schließt daraus, dass im Falle seiner Existenz Gravitationswellen zu beobachten sein müssen. Wie gesagt, im Falle seiner Existenz. Da nun aber alle aufwendigen Versuche zu deren Nachweis nichts erbracht haben, stärkt das die Annahme, dass dieses Teilchen eben nicht existiert und die Ausbreitung der Schwerkraft über ein Trägermedium erfolgt.

Noch wird das nicht explizit und eindeutig so gesagt, Herr Bojowald drückt sich in dieser Hinsicht sehr verhalten aus. Nach Einstein waren Äthertheorien ziemlich aus der Mode, was allerdings nicht auf Einstein selbst zurückgeht. Er hat sich durchaus auch Gedanken darüber gemacht, ob die Raumzeit nicht durch ein Trägermaterial realisiert sein könnte. Entschieden hat er sich nicht eindeutig, dazu fehlte ihm das Wissen.

Gruß Artur

 

[Bynaus]

Es gibt ja zwei Möglichkeiten, wie die Raumkrümmung zustande kommen kann: entweder durch ein bewegtes Teilchen, das von Massekörpern ausgesandt wird, oder durch ein Trägermaterial, das den Raum füllt und immer vorhanden ist, ein Äther mithin. Letztere Ansicht scheint in letzter Zeit wieder Anhänger zu bekommen, denn mit der Quanten-Loop-Theorie steht eine ziemlich ungetarnte Äthertheorie zur Verfügung und möchte sich Gehör verschaffen.

Erstens: Die Natur macht uns nicht immer den Gefallen, durch alltäglich-mechanistische Parallelen erklärbar zu sein. Die Natur der Raumzeit könnte womöglich auch völlig anders beschrieben werden. Und die aufgestellten Naturgesetzte können natürlich deshalb auch nicht durch alltäglich-mechanistische Vorstellungen widerlegt oder in Zweifel gezogen werden. Letztlich sind die Relativitätstheorie und die Quantentheorien vor allem eines: Mathematik. Wer wirklich mitreden will, muss darin fliessend sprechen können.

Zweitens: Die Schleifenquantengravitation ist keine "Äthertheorie". Es ist eine relativistische Theorie, die keinen Lichtäther benötigt.

 

[Luzifix]

Gott erbarm 's!
Wo hast du das denn her

Was ist denn z.B. eine "euklidische Ausbreitungsentfernung"?
Hört sich nach einem Begriff aus einem bullshit-Generator an.

Das war tatsächlich etwas hölzern formuliert, bitte um Entschuldigung. Zweiter Versuch: Eine Gravitationswelle müßte beim Durchqueren des Kosmos an Orten mit gekrümmter Raumzeit ganz genau so verformt werden wie man es vom Licht her gewohnt ist. Und zwar auch dann, wenn man die Wirkung zweier schwerer, einander naher Objekte aufeinander betrachtet. Das ist hoffentlich etwas anschaulicher. Es war auf das Orlov´sche Buch bezogen.

Als Quelle kann ich leider nur wieder auf meinen Würstchenverkäufer verweisen.

 

[Luzifix]

""Stellen wir uns einfach zwei Punkte in einem Raum vor, die aufgrund des Fehlens von Raumzeit-Atomen zueinander eine Distanz von Null haben", so Bojowald. "Fügen wir nun einige Raumzeit-Atome hin zu, vergrößert sich die Entfernung zwischen den beiden Punkten. Je mehr Raumzeit-Atome hinzu stoßen, desto größer wird die Distanz der Punkte zueinander." Auf diese Weise entsteht Raum."

Da kam ein Raumzeit-Atom des Wegs und sprach: "Fein, daß wir hier noch soviel Platz haben!"

(Wenn die Entfernung zwischen den hier postulierten RZA stetig variabel wäre und vom guten Willen der RZA abhinge, bekämen wir hier den Lieben Gott in die Gleichungen. Bin kein gläubiger Mensch, aber das könnte kolossal interessant werden.)

 

[Luzifix]

Die Natur macht uns nicht immer den Gefallen, durch alltäglich-mechanistische Parallelen erklärbar zu sein. Die Natur der Raumzeit könnte womöglich auch völlig anders beschrieben werden. Und die aufgestellten Naturgesetzte können natürlich deshalb auch nicht durch alltäglich-mechanistische Vorstellungen widerlegt oder in Zweifel gezogen werden.

Bei allem Respekt, Sir! - Hat das Einstein nicht auch ignoriert, als er die Qualität des Feldes anhand der beschleunigten trägen Masse versuchsweise mal gleichsetzte mit der Wirkung eines Gravitationsfeldes? Was doch wirklich ein zunächst ganz offensichtlich haarsträubendes Wagnis war.

Ich habe das Gefühl, über die Frage, wie weit so eine mechanistische Homologie in der Physik gehen darf, hat sich noch niemand richtig Gedanken gemacht. Warum nehmen das alle so selbstverständlich hin? Bloß, weil die Gleichungen stimmen? Warum sind gerade die Mathematiker an dieser Stelle nicht ebenso pedantisch wie sonst immer?

Hier habe ich einen Auszug aus Wikipedia:

Über das verwendete Michelson-Interferometer:

Durchquert eine Gravitationswelle das Observatorium, ändern sich die relativen Längen der Arme des Interferometers. Während der eine Arm gedehnt wird, verkürzt sich der andere Arm. Das ruft eine Phasenverschiebung der beiden Teilwellen des Laserlichtes hervor und deren Interferenz ändert die Intensität des gemessenen Lichtes, was elektronisch gemessen und zur weiteren Auswertung auf einer Festplatte gespeichert wird.

Durch die verwendete Kombination aus Spiegeln, der Laserintensität und der Fabry-Perot Kavität innerhalb des Systems sind die Observatorien in der Lage, einen Unterschied in den beiden Armlängen von 10 − 22 zu messen, das entspricht etwa dem 1/1000 eines Protondurchmessers. Trotz dieser unglaublichen Empfindlichkeit des Instrumentes bedarf es vermutlich weiterer Verbesserungen, bis damit der direkte Nachweis einer Gravitationswelle erbracht werden kann.

Kann mir hier jemand erklären, warum sich der Querarm bei Halbwellendurchgang verkürzen soll, wenn sich der Längsarm verlängert? In der RT sehe ich dafür keinen Anhaltspunkt. Oder meint man etwa, es wirken da Gezeitenkräfte? Fände ich total absurd!

 

[Orbit]

Wenn die Entfernung zwischen den hier postulierten RZA stetig variabel wäre...

Es gibt keine Entfernung zwischen den RZA Bojowalds! Die füllen den Raum lückenlos.
Die variable Entfernung zwischen zwei Punkten im Raum entstehe durch mehr oder weniger RZA dazwischen, meint er.

 

[worlov]

Normalerweise würde ich so einen Satz nicht in einem Buch lesen wollen, das den ehrlichen Anspruch erhebt, die ART zu widerlegen. Es sei denn, es gäbe einen realistischen Grund für diese verschwörungstheoretischen Behauptungen.

Das ist ja eine Erfahrungssache. Z.B., in physikalischen Forums werde ich schon nach ersten Einträgen gebannt und das Thema entweder gelöscht ober geschlossen. Und dies geschieht nicht nur in einem Forum und nicht nur in Deutschland und schon seit mehreren Jahren. Die Relativisten missbrauchen schamlos die Rechte der Moderation. Wie wollen Sie das nennen?

 

[Bynaus]

@Luzifix: Ich kenne mich in der ART zu wenig gut aus, um dir kompetent zu antworten. Ich empfehle dir, dir die Artikel zum Thema auf folgender Seite durchzulesen:

http://www.einstein-online.info/de/

Mein Einwand ist eher genereller Art. Wenn du als Laie das Gefühl hast, da stimme was mit der alltäglich-mechanistischen Erklärung nicht, da liege ein Fehler zugrunde, den Tausende von Experten auf dem Gebiet seit Jahrzehnten übersehen, dann ist es einfach sehr viel wahrscheinlicher, dass die alltäglich-mechanistische Erklärung nicht so universell übertrag bar ist wie gedacht, oder dass sonst ein Interpretationsfehler vorliegt.

Hat das Einstein nicht auch ignoriert, als er die Qualität des Feldes anhand der beschleunigten trägen Masse versuchsweise mal gleichsetzte mit der Wirkung eines Gravitationsfeldes? Was doch wirklich ein zunächst ganz offensichtlich haarsträubendes Wagnis war.

Der Unterschied ist eben, dass wir in diesem Fall von den tatsächlichen Vorgängen, nicht deren Abbildung auf ein alltäglich-mechanistisches Modell, sprechen. Weiter, dass Einsteins Genie ja gerade dahin geht, nicht nur die dahinterliegende Mathematik zu verstehen, sondern auch in der Lage zu sein, diese an konkreten Beispielen zu demonstieren. Das erste ohne das zweite geht und ist üblich, aber das zweite ohne das erste ist in der Regel ein guter Crackpot-Indikator.

Die Relativisten missbrauchen schamlos die Rechte der Moderation.

Wie wärs damit: Publiziere in einem anerkannten Fachjournal, dann wird man deinen Ideen zweifellos mit mehr (sollte es soweit kommen, offenbar gebührendem...) Respekt begegnen.

 

[worlov]

Eigentlich bin ich nicht wegen meines Buches hier. Seit dem Bau der Gravitationswellendetektoren bin ich vom Scheitern dieses Projektes überzeugt. Zum Beweis zitiere ich einen meiner Einträge in dsp:

"Newsgroups: de.sci.physik
Von: walter.or...@freenet.de (W.O.)
Datum: 19 Aug 2002 12:48:25 -0700
Lokal: Mo 19 Aug. 2002 21:48
Betreff: GEO600
.....
Als ich vor ungefaehr zweieinhalben Jahren vom Bau GEO600 gelesen
hatte, dachte ich, der Versuch wuerde platzen. Weil:
1) GEO600 ist ein 600-Meterlanger Michelson-Interferometer.
2) Die Gravitationswellen sind von Relativitätstheorie vorausgesagt.
3) Selbst die Relativitaetstheorie stützt sich auf Null-Resultat des
Michelson-Marley-Versuches.
Schlussfolgerung: Wir kriegen wieder eine NULL!
....."

Und jetzt lese ich im Originalartikel auf Englisch: "Null result"!
http://www.space.com/scienceastronomy/090819-gravitational-waves.html

Haben Sie das schon vor 7 Jahren vorausgesehen? Nein? - Ich aber schon

Gruß
Walter

 

[worlov]

Wie wärs damit: Publiziere in einem anerkannten Fachjournal...

Ich habe mich schon darüber erkundigt und wurde zu den Esoterikern geschickt ("Raum und Zeit"), also - keine Chance.

 

[Bynaus]

Ein "NULL-result" heisst bloss, dass bisher nichts gefunden wurde. Streng genommen (und genauso wird das auch interpretiert) heisst das, dass es in dem bisher abgesuchten Amplituden/Frequenz-Bereich im Untersuchungszeitraum zu keinen Durchgängen von entsprechenden Gravitationswellen gekommen ist. Selbstverständlich kann man aufgrund der bisherigen Resultate nicht schliessen, dass es KEINE Gravitationswellen gibt.

Wie ich schon am Anfang des Threads sagte (was aber bisher ignoriert worden ist), der Hulse-Taylor-Doppelpulsar verliert exakt in dem Mass an Orbitalenergie, wie es gemäss Relativitätstheorie durch Abstrahlung von Gravitationswellen zu erwarten ist. Für diese Beobachtung wurde den involvierten Forschern übrigens der Nobelpreis verliehen.

Es stimmt, dass die beiden Gravitationswellen-Interferometer letztlich dem Michelson-Morrey-Interferometer sehr ähnlich sind. Doch die Fragestellung ist ganz anders: Bei MM ging es ursprünglich darum, den Lichtäther zu beweisen - gäbe es einen solchen, müsste die Bewegung der Erde relativ zum Äther im Verlauf eines Jahres messbar sein. Das Null-Ergebnis führte dann (u.a.) zur Entwicklung der Relativitätstheorie. Bei den Gravitationswellen geht es aber natürlich nicht um einen "Lichtäther" und die relative Bewegung der Erde dazu.

Ich habe mich schon darüber erkundigt und wurde zu den Esoterikern geschickt ("Raum und Zeit"), also - keine Chance.

Bei wem hast du dich erkundigt? Und hast du dir Gedanken gemacht, was wohl der Grund für die Ablehnung gewesen sein könnte?

 

[Artur57]

Erstens: Die Natur macht uns nicht immer den Gefallen, durch alltäglich-mechanistische Parallelen erklärbar zu sein. Die Natur der Raumzeit könnte womöglich auch völlig anders beschrieben werden. Und die aufgestellten Naturgesetzte können natürlich deshalb auch nicht durch alltäglich-mechanistische Vorstellungen widerlegt oder in Zweifel gezogen werden. Letztlich sind die Relativitätstheorie und die Quantentheorien vor allem eines: Mathematik. Wer wirklich mitreden will, muss darin fliessend sprechen können.

Nun, da bin ich anderer Meinung. Unsere Erkenntnisse haben durchweg mit einer "alltäglich-mechanistischen" Fragestellung begonnen. Zufrieden sind wir dann, wenn diese eine Antwort erhalten, die sich in eine methematische Formel gießen lässt. Das ist richtg.

Gravitationswellen waren ursprünglich ein Term in einer Formel, die aufgrund gewisser Annahmen aufgestellt wurde. Jetzt wird man doch nach Jahrzehnten des (kostspieligen) Scheiterns die Frage nach den Annahmen stellen dürfen, um eventuel weitere Ausgaben in sinnvollere Bahnen zu lenken. Sonst haben wir eine Diktatur der Mathematik, die hier wie anderwo nicht gerechtfertigt wäre.

Zweitens: Die Schleifenquantengravitation ist keine "Äthertheorie". Es ist eine relativistische Theorie, die keinen Lichtäther benötigt.

Nun, dass sie im "Verdacht" steht, eine Äthertheorie zu sein, steht sogar in der Wikipedia. Ich habe mich also nicht allzu weit aus dem Fenster gelehnt.

In ihrer Ausprägung durch Herrn Bojowald ist sie das, wie beschrieben, mit Sicherheit.

Gruß Artur

 

[Bynaus]

Unsere Erkenntnisse haben durchweg mit einer "alltäglich-mechanistischen" Fragestellung begonnen.

Was meinst du mit "unsere Erkenntnisse"? Meinst du die Anfänge der Physik, etc?

Gravitationswellen waren ursprünglich ein Term in einer Formel, die aufgrund gewisser Annahmen aufgestellt wurde. Jetzt wird man doch nach Jahrzehnten des (kostspieligen) Scheiterns die Frage nach den Annahmen stellen dürfen, um eventuel weitere Ausgaben in sinnvollere Bahnen zu lenken.

Das ist kein Scheitern, es ist ein Null-Resultat. Wie erwähnt (siehe vorherigen Beitrag), wir haben gute Gründe, die Existenz von Gravitationswellen zu vermuten. Die Gravitationswellen, die der Hulse-Taylor-Doppelpulsar erzeugt, sind z.B. mit den heutigen Interferometern nicht messbar - wären sie es, und wir hätten noch immer ein Null-Resultat, dann wäre es durchaus angemessen, neue Modelle zu entwickeln.
Es scheint einfach so, dass die Ereignisse, die Gravitationswellen erzeugen, sehr selten und dünn gestreut sind.

 

[Artur57]

Da kam ein Raumzeit-Atom des Wegs und sprach: "Fein, daß wir hier noch soviel Platz haben!"

(Wenn die Entfernung zwischen den hier postulierten RZA stetig variabel wäre und vom guten Willen der RZA abhinge, bekämen wir hier den Lieben Gott in die Gleichungen. Bin kein gläubiger Mensch, aber das könnte kolossal interessant werden.)

Herr Bojowald argumentiert sehr vorsichtig. Aber eigentlich hätte er ein ausgezeichnetes Anschauungsbeispiel, mit dem er wesentlich konkreter werden könnte. Schiebt man nämlich die Raumzeit-Atome auseinander, wird das Licht zwar nicht langsamer, aber langwelliger.

Gemeint ist die "Abkühlung" der Hintergrundstrahlung von ursprünglich 3000 K auf nur 3 K. Strahlung kühlt sich normalerweise nicht ab wie ein Körper, sondern behält seine "Temperatur" einfach bei und wenn das Universum nicht expandieren würde, hätte es auch noch seine ursprüngliche "Wärme". Die Zunahnme der Wellenlängen aber, da ist man sich einig, ist das Resultat der Ausdehnung des Universums. Was nun eigentlich Erstaunen hervorrufen sollte: wie hat man denn jedem einzelnen Photon mitgeteilt, dass das Universum expandiert?

Hier ist man ganz klar im Vorteil, wen man für das Licht einen Trägerstoff annimmt, der durch seine Verdünnung die Botschaft vom größeren Raum übertragen hat. Um ehrlich zu sein, eine andere Erklärung kommt für mich eigentlich nicht in Frage.

Oder wagt hier jemand eine Alternativtheorie?

Gruß Artur

 

[Bynaus]

Hier ist ein Diagramm zu sehen, das zeigt, welche Art von Ereignis man erwartet mit den verschiedenen Interferometern zu sehen:

http://en.wikipedia.org/wiki/File:LIGO-LISA.jpg

Wie man sieht, sind die einzigen Ereignisse, die LIGO sehen kann, das Verschmelzen von Neutronensternen und Schwarzen Löchern - beides vergleichsweise seltene Ereignisse.

 

[Luzifix]

wie hat man denn jedem einzelnen Photon mitgeteilt, dass das Universum expandiert?

Das Licht wird (wurde) am Emissionsort mit der dort bestehenden Relativgeschwindigkeit in das gedacht ruhenden Vakuum geschrieben - und am Absorbtionsort mit der Relativgeschwindigkeit des Sensors zum gedacht ruhenden Vakuum gelesen. Das Photon bleibt dumm. Wie diese beiden Geschwindigkeiten im kosmisch-universellen Sinne zueinander zu interpretieren wären, ist für die gemessene oder errechnete Rotverschiebung nicht von Bedeutung. Geht die Differenz zwischen den Geschwindigkeiten (vektoriell) von Sender und Empfänger gegen Null, nähert sich die RV dem Unendlichen. "Mechanistisch" gedacht, stellt man sich vor, die Welle ist am Empfänger nahe dem Stillstand. Die Expansion des Universums ist eine Interpretation, die hier nicht notwendigerweise einbezogen werden muß. Man könnte es als eigene Baustelle bezeichnen.

 

[Luzifix]

Hier ist ein Diagramm zu sehen, das zeigt, welche Art von Ereignis man erwartet mit den verschiedenen Interferometern zu sehen:

Genau das, was ich befürchtet hatte.

Da wird es wohl auch nichts nützen, wenn man zum Test mal eine größere H-Bombe, die sowieso demnächst entsorgt werden muß, in der Mondbahn zur Explosion bringt? Ich denke an den Massendefekt, dessen Gravitationsäquivalent doch so eine Art künstliche G-Welle erzeugen müßte.

Diesen Blitz könnte man gleich noch benutzen, um nahe Himmelskörper zu fotografieren, die sonst immer zu dunkel sind. Einfach luzifiziös!

 

[MGZ]

Die Vorstellung, dass keine Gravitonen existieren, ist mit der herkämmlichen Physik schwer zu vereinbaren.
Ich habe nur wenig Verständnis von der allgemeinen Relativitätstheorie, aber sie geht eindeutig aus der Äquivalenz von schwerer und träger Masse und der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit hervor. Wenn es keine Gravitonen gibt, muss mindestens eine der beiden Vorraussetzungen unter gewissen Umständen falsch sein.

 

[Luzifix]

Die Vorstellung, dass keine Gravitonen existieren, ist mit der herkämmlichen Physik schwer zu vereinbaren.

Wenn man akzeptiert hat, daß eine Fluktuation des Vakuums einen ganzen Kosmos hervorgebracht haben soll, dann kann man sich auch jedes andere Teilchen beim Vakuum borgen, wie es gerade für die Theorie gebraucht wird. Warum nicht ein virtuelles Graviton? Diese Methode scheint zwar zunächst etwas unverfroren und beliebig, aber wenn es überprüfbare Aussagen erlaubt, wird sich daran niemand mehr stören.

Auch die Experten haben ja erkannt, daß sie sich mit dem Vakuum beschäftigen müssen, wenn sie weiterkommen wollen. Warten wir es ab.

 

[Bynaus]

Da wird es wohl auch nichts nützen, wenn man zum Test mal eine größere H-Bombe, die sowieso demnächst entsorgt werden muß, in der Mondbahn zur Explosion bringt? Ich denke an den Massendefekt, dessen Gravitationsäquivalent doch so eine Art künstliche G-Welle erzeugen müßte.

Eine Gravitationswelle würde nur erzeugt, wenn die Explosion nicht-sphärisch wäre (was allerdings zu vermuten ist), und auch dann hat das mehr mit der Masse der Trümmerstücke als mit dem Massendefekt zu tun. Der Effekt wäre allerdings unmessbar winzig.