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Thema: Auswirkung von Gravitationswellen

  1. #1
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    Standard Auswirkung von Gravitationswellen

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    Um mein Verständnis der Raumzeit zu vertiefen, mache ich mir natürlich auch Gedanken über Gravitationswellen.
    Kann jemand was zur folgenden Frage sagen:
    Wäre es denkbar, dass ein Körper aus sprödem Material, z.B. ein Glasstab, durch eine extreme Gravitationswelle beschädigt wird? Oder "spürt" er diese überhaupt nicht?

  2. #2
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    Zitat Zitat von Michael60 Beitrag anzeigen
    z.B. ein Glasstab, durch eine extreme Gravitationswelle beschädigt wird? Oder "spürt" er diese überhaupt nicht?
    Hallo Michael,

    ich vermute mal, dass wenn da 2 Schwarze Löcher direkt vor Deiner Haustüre verschmelzen, dass dabei so extreme Gravitationswellen erzeugt werden, dass der von Dir genannte Glasstab das nicht unbeschädigt überstehen wird.

    Da bei einem solchen Ereignis allerdings auch die Erde in Mitleidenschaft gezogen wird vermute ich, dass es nicht (mehr) möglich sein wird, den tatsächlichen Schaden am Glasstab zu bestimmen.


    Freundliche Grüsse, Ralf

  3. #3
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    Zitat Zitat von Michael60 Beitrag anzeigen
    Oder "spürt" er diese überhaupt nicht?
    Man kann sich eine Gravitationswelle im übertragenen Sinn wie eine Druckwelle oder besser wie eine Schwerewelle vorstellen. Frei schwebende Teilchen werden von diesen Wellen beschleunigt. Der Stab "spürt" also eine ausreichend kräftige Welle.

    EDIT: Die Zeitdilatationseffekte sind dabei in sehr guter Näherung zu vernachlässigen. Dies führt dazu, dass man eine Welle über die Laufzeitänderung eines Lichtstrahls zwischen zwei kräftefreien Testkörpern messen kann.
    Geändert von Bernhard (25.01.2019 um 13:27 Uhr)
    Freundliche Grüße, B.

    Überhaupt droht ja jedem universelle Geltung heischenden Ansatz die Sphinx der modernen Physik, die Quantentheorie - T. Kaluza, 1921

  4. #4
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    Zitat Zitat von Michael60 Beitrag anzeigen
    Wäre es denkbar, dass ein Körper aus sprödem Material, z.B. ein Glasstab, durch eine extreme Gravitationswelle beschädigt wird? Oder "spürt" er diese überhaupt nicht?
    Hallo Michael60,

    bisher gemessene Gravitationswellen (aus Milliarden Lichtjahren Entfernung) kommen bei uns mit einer so extrem geringen Amplitude (Energie) an, dass sie keinen Schaden anrichten können. Das wäre inhaltlich erst mal die gleiche Aussage wie die von Ralph. Ich will aber auf die Energie hinaus, die bei der Entstehung der Gravitationswellen auftrat (durch z.B. Kollision zweier Schwarzer Löcher) und die notwendig ist, um den Raum zu krümmen. Da dies etwas über den zu krümmenden Raum aussagt.

    Eine einfach verständliche (dafür physikalisch nicht ganz so exakte) Erklärung habe ich vor einiger Zeit gelesen. Dir ist sicher bekannt, dass die Ausbreitung von Schallwellen in Luft, in Wasser und in festen Körpern unterschiedlich groß ist. Je höher die Dichte des Mediums, desto schneller breiten sich die Schallwellen aus. Schallwellen in festen Körpern erreichen einige tausend Meter pro Sekunde. Gravitations-Wellen breiten sich mit Vakuumlichtgeschwindigkeit c aus.

    Wie groß muss man sich daher die Dichte des Raumes bzw. die Festigkeit der Raumstruktur im Vergleich zu uns bekannten festen Körpern vorstellen, um die Ausbreitungsgeschwindigkeit c zu erreichen? Welche Energiemengen sind erforderlich, um eine so extrem feste Raumstruktur so stark zu krümmen, dass G-Wellen mit einer Amplitude generiert werden, die bei uns nach Milliarden Lichtjahren als gerade noch messbare Signale ankommen?

    Diese Art der Betrachtung lässt uns verstehen, dass bei derartiger Festigkeit der Raumstruktur für eine derartige Raumkrümmung eine gigantische Energiemenge (meist als Äquivalent von mehreren SL-Massen angegeben) erforderlich war. Es macht auch verständlich, warum Einstein sich nicht vorstellen konnte, dass Gravitationswellen jemals nachgewiesen werden könnten.

    Das unsere Sonne oder benachbarte Planeten ebenfalls Gravitationswellen (wie alle rotierenden Massen) erzeugen, ist sicher bekannt. Das diese heute und sicher bis in fernere Zukunft nicht messbar sind, liegt wohl vor allen an der weitaus geringeren Energiemenge die bei der Sonne im Vergleich zu der Energiemenge bei der Kollision von SL verfügbar ist.

    Viele Grüße
    Astrofreund

  5. #5
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    Standard

    Hallo Astrofreund,

    Zitat Zitat von astrofreund Beitrag anzeigen
    Das unsere Sonne oder benachbarte Planeten ebenfalls Gravitationswellen (wie alle rotierenden Massen) erzeugen, ist sicher bekannt.
    da sollte man aber auch erwähnen, dass exakt kugelsymmetrische Körper KEINE G-Wellen produzieren. So gesehen ist die Sonne und sind sogar Pulsare eher exotische, bzw. vergleichsweise schwache Quellen. Bei Doppelpulsaren sieht das schon wieder ganz anders aus.
    Freundliche Grüße, B.

    Überhaupt droht ja jedem universelle Geltung heischenden Ansatz die Sphinx der modernen Physik, die Quantentheorie - T. Kaluza, 1921

  6. #6
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    Danke Bernhard für die Ergänzung. In der Schüler-Astro-AG war es nur so einfach zu vermitteln, was alles so G-Wellen aussendet.

    Gruß, Astrofreund

  7. #7
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    Genaugenommen haben wir es mit Quadrupol-wellen zu tun. Denn es gibt ja keine Dipole wie bei EM-Wellen, weil es keine "positive" und "negative" Masse (noch nicht) gibt.

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