LIGO: Erste direkte Beobachtung von Gravitationswellen

MoreInput

Registriertes Mitglied
Was Einstein geleistet hat war schon enorm. Hier mal die Quellen:
- Theorie der Gravitationswellen http://articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/get_file?pdfs/SPAW./1916/1916SPAW.......688E.pdf (9 Seiten)
- Die Allgemeine Relativitätstheorie: http://myweb.rz.uni-augsburg.de/~eckern/adp/history/einstein-papers/1916_49_769-822.pdf
- Die spezielle Relativitätstheorie: http://myweb.rz.uni-augsburg.de/~eckern/adp/history/einstein-papers/1905_17_891-921.pdf (Zur Elektrodynamikk bewegter Körper)
- Äquivalenz Masse und Energie (E=mc2): http://myweb.rz.uni-augsburg.de/~eckern/adp/history/einstein-papers/1905_18_639-641.pdf (Ist die Trägheit von seinem Energieinhalt abhängig?)

Interessant ist natürlich, dass diese Theorien gut lesbar in Deutsch geschrieben sind - heutzutage ist ja die Standardsprache englisch. Schön finde ich auch, wie Einstein z.B. in der speziellen RT schon Beispiele bringt, die
Als Nicht-Physiker fällt es mir zwar schwer, den Formeln zu folgen. Man bekommt aber doch einen guten Eindruck, um was es in den Theorien denn eigentlich geht.
 

ispom

Registriertes Mitglied
Hallo von mir mal wieder ! ;)

und eine Frage an euch Experten:
ich habe noch keine Aussage zur Frequenz der nachgewiesenen Grav.welle gefunden.
Wiki beschreibt, daß erdbasierte Lasereinterferometrie (also LIGO) Wellen mit 10 Hz bis 100 kHz nachweisen kann.
Welche Frequenz hatte nun die Welle, die uns hier "durchgeschüttelt " hat ;) ?
Und UMa verwirrt mich mit der Aussage, daß die Wellenlänge mit dem Abstand von der Quelle variiert (oder habe ich das falsch verstanden?)
 

RPE

Registriertes Mitglied
Ispom, ja die Frequenz ist in dem Bereich, aber veränderlich.
Guckst du hier im Paper oben auf Seite 3
http://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.116.061102

Over 0.2 s, the signal increases in frequency
and amplitude in about 8 cycles from 35 to 150 Hz



UMa hast du falsch verstanden. Die Amplitude nimmt mit dem Abstand ab. Die Wellenlänge 'variiert' mit der Masse der ineinander spiralenden Objekte.
 
Zuletzt bearbeitet:

SFF-TWRiker

Registriertes Mitglied
Hallo von mir mal wieder ! ;)

und eine Frage an euch Experten:
ich habe noch keine Aussage zur Frequenz der nachgewiesenen Grav.welle gefunden.
Wiki beschreibt, daß erdbasierte Lasereinterferometrie (also LIGO) Wellen mit 10 Hz bis 100 kHz nachweisen kann.
Welche Frequenz hatte nun die Welle, die uns hier "durchgeschüttelt " hat ;) ?
Und UMa verwirrt mich mit der Aussage, daß die Wellenlänge mit dem Abstand von der Quelle variiert (oder habe ich das falsch verstanden?)

Hängt das Letztere evtl mit der Hubble-Konstante, die ja eigentlich ein variabler Parameter ist, zusammen?
 

ispom

Registriertes Mitglied
danke RPE für die Aufklärung und für den guten link ! :)

besonders die Abb. FIG 2 ist sehr informativ.
 
Zuletzt bearbeitet:

julian apostata

Registriertes Mitglied
Unterliegen eigentlich Gravitationswellen genauso einer "Rotverschiebung" wie Lichtwellen?

Haben sich die Frequenzen f also auf f/1.09 während der letzten 1.3 Mrd Jahre verringert?
 

IceyJones

Registriertes Mitglied
https://dcc.ligo.org/LIGO-P1500218/public/main

The observed frequency of the signal is redshifted by a factor of(1 +z), where z is the cosmological redshift.
There is no intrinsic mass or length scale in vacuum general relativity, and the dimensionless quantity that incorpo-
rates frequency is fGm=c3. Consequently, a redshifting of frequency is indistinguishable from a rescaling of the
masses by the same factor [32, 33]. We therefore measure redshifted masses m, which are related to source frame
masses by m= (1 +z) m source. However, the GW amplitude AGW, Eq. (2), also scales linearly with the mass
and is inversely proportional to the comoving distance in an expanding universe. This implies that AGW/1=DL
and from the GW signal alone we can directly measure the
luminosity distance, but not the redshift.

so ganz blicke ich das auch nicht. einerseits sagt man, das die frequenz redshifted sei, aber man das nicht messen könne?!
sondern nur die massen anhand der amplitude?!

aber die amplitude ist doch direkt abhängig von der entfernung! wie will man denn dann auf die massen schliessen, wenn man
die entfernung nicht weiss?! die frequenz taugt ja auch nicht, weil unbekannter redshift.....

irgendwie beisst sich die katze in den schwanz.

kann jemand aufklären?
 
Zuletzt bearbeitet:

Herr Senf

Registriertes Mitglied
@ IceyJones,

das ist der sogenannte Luminositätsabstand wie bei Sternen.
Aus der Signalform, anschwellender Sinus mit höherwerdender Frequenz und abruptem Zusammenbruch,
kann man die "Stärke" des Ereignisses vor Ort berechnen. Man hat die Frequenz des letzten Umlaufs der
Löcher umeinander. Diese können sich maximal mit 0,5 LG umkreisen, die Höchstgeschwindigkeit auf den
Ereignishorizonten. Hier hatten wir fast ein symmetrisches Szenario. Werden die SL-Massen größer,
dann wachsen die Ereignishorizonte linear, so auch die Umlaufbahnen und die Letztfrequenz wird kleiner.
Aus den ca 250 Hz kann also über den Radius die Gesamtmasse so um 60 Mo abgeschätzt werden.
Die sorgfältigen Simulationsrechnungen sagen, das ca. 5% also 3 Mo als Gravitationswellen abgestrahlt werden.
Dann hat man über E = m*c² auch die Kollapsenergie, die man mit der Signalstärke auf der Erde vergleicht.

Grüße Senf
 
Zuletzt bearbeitet:

mac

Registriertes Mitglied
Hallo Herr Senf,

also mit anderen Worten eine neu Art von Standardkerze?

Herzliche Grüße

MAC
 

Herr Senf

Registriertes Mitglied
Hallo MAC, genau wie die SNs, dauert aber noch

ich zitiere einfach mal M. Pössel http://www.scilogs.de/relativ-einfach/gravitationswellen-warum-die-aufregung/
Die Chirp-Signale, ..., haben einen für Astronomen unschätzbaren Vorteil. Die Signalform erlaubt nicht nur die Abschätzung der Massen der Objekte,
genauer: die Abschätzung der "Chirp-Masse" genannten Größe (m1*m2)[sup]3/5[/sup]/(m1+m2)[sup]1/5[/sup] mit m1, m2 den Massen der beiden Objekte.
Auch das liefert interessante Daten, die vorher nicht zugänglich waren.
Sondern Bernard Schutz, ehemaliger Direktor am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik, hat vor Jahren noch etwas anderes gezeigt:
Wenn man misst, wie sich die Frequenz des Chirps mit der Zeit verändert, kann man daraus direkt den Abstand zu dem betreffenden System bestimmen -
zumindest wenn hinreichend viele Detektoren zur Verfügung stehen, um das empfangene Wellensignal vollständig zu vermessen.
Dann gibt es auf einmal eine von der bisherigen kosmischen Entfernungsleiter völlig unabhängige Arten und Weise, kosmische Abstände zu messen, ...

Das müßte möglich sein mit finalLIGO et al bis etwa 4 Mrd LJ, reicht aber nicht für den "Knick" der beschleunigten Expansion.
Grüße Senf
 

Herr Senf

Registriertes Mitglied
Hallo IceyJones,

Fig. 2 auf Seite 3 ist eine Beispielzeichnung, der Merger beginnt bei 0,5 c, hinterm EH kann man auch > c malen.
Die grüne Kurve für velocity und die schwarze für seperation schneiden sich auch bei etwas größer Rs +Rs = 2Rs.
Vmax = 0,5c ist die maximale Kerr-Lösung für den Kerr-Parameter a=1, darüber würde schon klassisch gerechnet
die Zentrifugalkraft den EH zerreißen, wir könnten in das Loch hineingucken, was nicht geht gegen die Definition.
Bzgl Masse ~ Frequenz vs. redshift kann man sich doch per Iteration nähern und die beste Übereinstimmung fitten.

Grüße Senf
 

DELTA3

Registriertes Mitglied
Danke Herr Senf, dass du das so einleuchtend erklärt hast.

Aus den ca 250 Hz kann also über den Radius die Gesamtmasse so um 60 Mo abgeschätzt werden.

Wenn man nur die Gesamtmasse abschätzen kann, wie kommt man dann auf die einzelnen Massen (29 + 36 Mo)?

Die sorgfältigen Simulationsrechnungen sagen, das ca. 5% also 3 Mo als Gravitationswellen abgestrahlt werden.

Sagt das nicht die ART voraus?

Gruß, Delta3
 

Dgoe

Gesperrt
es macht nicht wirklich Spaß mit jemandem über dieses Thema zu diskutieren, der nicht mal das Originalpaper gelesen hat.
Hallo Frank,

das kenne ich. Lese am Liebsten Primärliteratur, etwas von jemand, als die hunderte Anderen über ihn oder sie.

Hab hier auch oft schätzen gelernt arxiv zu lesen, nur dass ich mich sogar problemlos durchhangeln kann mit dem Englisch, bei Fachbegriffen aber Mühe habe. Für andere ist Englisch aber ohne diese Würze schon ein Grauen.

Du befindest Dich in einem deutschen Forum, Englisch ist keine Amtssprache hier. Auch wenn für Physikstudenten Englisch obligatorisch sein mag, ist es dies hier nicht.

Gruß,
Dgoe
 

Bynaus

Registriertes Mitglied
Englisch ist keine Amtssprache hier.

Ich würde behaupten, es ist schwierig, mit einem Sioux über seine Lebensweise zu sprechen, ohne seine Sprache zu können...

Englisch ist nun mal die Sprache der Wissenschaft. Wer wirklich mitreden will, der muss es lesen und verstehen können. Nicht perfekt, wie du selbst sagst, aber für Fragen (insb. für Fachbegriffe) gibt es ja z.B. dieses Forum!
 

ralfkannenberg

Registriertes Mitglied
Moin Delta3,
es macht nicht wirklich Spaß mit jemandem über dieses Thema zu diskutieren, der nicht mal das Originalpaper gelesen hat.
Hallo zusammen,

es ist halt auch ein Zeitproblem und das Paper ist umfangreich, wenngleich auch spannend, so braucht es doch Musse, es sinnvoll lesen zu können, auch wenn man der englischen Sprache mächtig ist. Vielleicht sollte man einen zweiten Thread führen, in dem man über das Thema auch auf einem weniger hohen Level diskutieren kann, aber ich bin nicht wirklich für die Einführung einer Zwei-Klassen-Gesellschaft.


Für einen laiengerechten Einstieg empfehle ich mal diesen Artikel, aber unbedingt auch die Lektüre der darin enthaltenen Links:

Gravitationswellen – warum die Aufregung? (11. Februar 2016 von Markus Pössel)

Für eine schon sehr gute Einführung sei unbedingt auch dieser Artikel empfohlen, zu dem man auch gelangt, wenn man sie in obigem Link passend durchklickt:
Was sind eigentlich Gravitationswellen? (GW Teil 1) (8. Februar 2016 von Markus Pössel)


Und damit nicht immer nur der Name "Pössel" erscheint (findet man auch, wenn man sich durchklickt):
Was können und wozu braucht man Gravitationswellen? (Von Florian Freistetter / 11. Februar 2016)

Und wem das noch zu kompliziert ist, dem sei als allererster Einstieg dieser Artikel (findet man auch wenn man sich durchklickt) empfohlen:
Der direkte Nachweis von Gravitationswellen (Von Florian Freistetter / 8. Februar 2016)


Ich denke, das genügt mal für den Anfang.


Freundliche Grüsse, Ralf
 
Zuletzt bearbeitet:
Oben