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Gravitationswellen

Galaxien, Sterne, Planeten...
Beobachtungen und Physik der Himmelskörper (außer Schwarzen Löchern)
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Marcel
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Gravitationswellen

Beitrag von Marcel » 24. Feb 2015, 15:06

Guten Tag,
der Titel sagt es schon, worum es hier gehen soll.
Haben wir dafür vielleicht sogar einen Fachmann da?

Also allgemein stehen bei dem Wort für mich folgende Fragen im Raum:

Wie Entstehen diese?
Welche Reichweite haben diese?
Wie lassen sich diese mathematisch und bildlich beschreiben?
Welche Konsequenzen lassen sich aus deren Existenz ableiten?
Wurde die Existenz bereits nachgewiesen?

Natürlich habe ich hier und da mal was gehört/gelesen, habe aber eben nur halbwissen :D deswegen möchte ich mich etwas tiefer damit auseinandersetzten. Möglichst ohne Ganze Bücher zu lesen, weil das gerade nicht in meinem Zeitpensum liegt.
Mit freundlichen Grüßen
Marcel

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Stephen
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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Stephen » 24. Feb 2015, 15:10

http://de.wikipedia.org/wiki/Gravitationswelle

Sind nur etwa 3 DIN-A4 Seiten ;)
Die Demokratie beruht auf drei Grundpfeilern: Der Freiheit der Gedanken, der Freiheit der Rede und der Klugheit, beides nicht zu gebrauchen.
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Marcel
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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Marcel » 24. Feb 2015, 15:36

Ist es denn dort verifiziert? Man bekommt ja immer erzählt, dass Wikipedia nicht immer ganz richtig sein muss.
Mit freundlichen Grüßen
Marcel

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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Stephen » 24. Feb 2015, 16:29

Weiß ich nicht - ich habe mich belehren lassen müssen, dass es 100% Wahrheit (falls überhaupt vorhanden) nicht gibt :mrgreen:
Die Demokratie beruht auf drei Grundpfeilern: Der Freiheit der Gedanken, der Freiheit der Rede und der Klugheit, beides nicht zu gebrauchen.
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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Siggi » 24. Feb 2015, 16:52

Hallo marcel,

es ist ein interessantes thema, nur soweit ich weiss haben sich diese noch nicht nachweisen lassen können. Gut, ausführlicher; bin selber kein ausgebildeter Physiker, werde es aber mal versuchen: ein explodierender Stern dürfte vlt. ggf. usw. Gravitationswellen in die Weiten des All`s entsenden. Nur scheinen diese uns nicht zu erreichen um messbarzu sein. Warum nicht?

Ist auch mal eine Frage an Tom, aber einiges bleiblt mir verschlossen.

lg

Siggi

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Re: Gravitationswellen

Beitrag von gravi » 24. Feb 2015, 18:45

Gravitationswellen kann man sich als minimale Stauchungen und Dehnungen des Raumes vorstellen, ähnlich wie Wellen auf dem Wasser.
Ein wenig habe ich ja auch dazu geschrieben:

http://abenteuer-universum.de/einstein/grav.html#qua

Nachgewiesen sind sie bisher nicht, die Versuchseinrichtungen sind einfach nicht empfindlich genug. Schlimm finde ich, dass das LISA- Projekt aus Kostengründen gestrichen wurde, denn das allein wäre wohl in der Lage gewesen, die Wellen direkt nachzuweisen.

Gruß
gravi
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Marcel
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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Marcel » 24. Feb 2015, 20:48

So ich hab mal den Wikipedia Artikel erstmal gelesen.
Dazu ein paar Sachen: Würden die Gravitationswellen nicht von jeder Materie Bewegung ausgehen ? (also auch im kleinen Atome etc.) Würden sich diese dann nicht Überlagern und immer größer werden. Ähnlich wie bei der Interferenz Em-Wellen?
Dunkle Materie müsste diese Wellen dann demnach ja auch hinterlassen--> Es würde viel häufiger Auftreten (Auch mit mehr Masse etc)
Wäre diese Hypothese korrekt, würde damit auch via Ausschlussverfahren eines bewiesen werden das andere widerlegt.
Zur "Beobachtung" der Welle: Im Prinzip würde eine Gravitationswelle anhand einer Supernova gemessen, müsste diese doch zur selben Zeit auf der Erde "auftreffen" wie das Licht, welches uns diese Supernova sehen lässt? Man müsste quasi vorher wissen, wo dieses stattfindet, um die Messgeräte Einzustellen? Sehe ich das richtig ?

Gravi deinen werde ich mich morgen/übermorgen ansehen. Hab ich heute nicht mehr geschafft :D
Mit freundlichen Grüßen
Marcel

Siggi

Re: Gravitationswellen

Beitrag von Siggi » 25. Feb 2015, 00:16

Hallo,
auch ich möchte mal wirklich nachfragen, aufgrund der logig würde ich eher darauf wetten und tippen, dass es diese gibt, nur unsere messinstrumente können sie nicht aufassen? Warum und auch aus welchem Grund ist ein Ereignis im Kosmos von Bedeutung? Ich glaube, das Thema hatten wir schon einmal im Forum. Trotzdem immer wieder intereressant.
Zum Glück schirmt uns das Magnetfeld der Erde ab., ansonsten werden wir verbrennen.
Kann sein, dass ein wenig Philosophie mit hinneinfliesst und vlt. ist es auch gut so.
Was mein Glaube und Unwissenheit anbelangt, müsste ein neuer Thread bzw. Topik aufgemacht werden. Das Universum schwingt und entwickelt sich. Wohin dieses führt wage ich mir kaum vorzustellen.

lg

Siggi,

ist mal o.t. aber warum zerbrechen wir uns unseren Kopf, passieren wird es die Frage ist wann? Mich interessiert mich die thematik aber als einzelnes individuummm kann ich nur sagen wir sollten das uns gegebene geniessen.

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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Skeltek » 25. Feb 2015, 07:30

Mir geht beim Thema Gravitationswelle der Gedanke Strahlensatz nicht aus dem Kopf.
Werden beim Passieren von Gravitationswellen nicht alle Winkel und Seitenverhältnisse beibehalten?
Und selbst wenn nicht, ist es ein dynaimscher Effekt, welcher die Materie durchdringt... kommt man da nicht schon in den Bereich, in dem nicht mehr von Gleichzeitigkeit vorne und hinten an der Messapparatur gesprochen werden kann?
Worauf beruht eigentlich das Messverfahren? Wenn die Wellenlänge mehrere Schwarzschildradii beträgt, dann ist es doch relativ schwierig die gleichzeitige Ausdehnung des Messkörpers vorne und hinten zu erfassen, geschweige denn davon, dass die Messapparaturen in der Regel viel kleiner ausfallen.
Wie hoch ist so eine Wellenlänge denn nun eigentlich theoretisch vorausgesagt?
Die plausibelste Erklaerung jedes hinreichend komplizierten Systems ist falsch

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Siggi

Re: Gravitationswellen

Beitrag von Siggi » 25. Feb 2015, 08:20

@Skeltek,
Du hast es gut beschrieben. Warum sind Gravitationswellen nicht messbar? Diese "Wellen" dürften sich ausbreiten oder verlaufen sie sich in den Weiten des Kosmos?
Ich werde jetztmal esoterisch: Sei froh und freue Dich, dass diese Wellen falls überhaupt uns nicht erreichen oder messbar sind.
Einhergegangen dürfte es zu einem Massenaussterben führen und uns als Spezie Mensch wird nicht mehr geben.

lg

Siggi

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Re: Gravitationswellen

Beitrag von gravi » 25. Feb 2015, 18:44

Sterben wird niemand an Gravitationswellen - die sind ungeheuer schwach, weshalb wir sie bisher auch nicht messen konnten.
Diese Wellen schwingen in zwei Ebenen, horizontal und vertikal. So ist es wahrscheinlich, dass man mit einem Interferometer, bei dem die (Laser-) Strahlen im 90-Grad-Winkel angeordnet sind, wenigstens auf einer Polarisationsebene eine Längenänderung erfasst. Leider sind diese Wellen derart energiearm, dass selbst unsere besten Geräte nicht empfindlich genug sind..

Gruß
gravi
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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Marcel » 25. Feb 2015, 19:31

Warum müssen die eigentlich in zwei Ebenen schwingen?
Mit freundlichen Grüßen
Marcel

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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Marcel » 25. Feb 2015, 19:45

So habe nun auch den Text von dir, Gravi, durchgelesen. Folgendes bleibt immer noch offen:
1.Würden sich diese dann nicht Überlagern und immer größer werden. Ähnlich wie bei der Interferenz Em-Wellen?
2.Erzeugung der Wellen durch DM?
3.Warum müssen die eigentlich in zwei Ebenen schwingen? ^^

Hat da noch irgendwer ne Antwort drauf? Meinetwegen auch gerne mathematisch :)
Mit freundlichen Grüßen
Marcel

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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Skeltek » 26. Feb 2015, 07:59

@gravi:
Wirken sich die Gravitationswellen nicht auf Photonen und Materie in gleichem Maße aus?
Müsste sich das nicht genau herauseliminieren?
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Re: Gravitationswellen

Beitrag von gravi » 11. Mär 2015, 19:50

Sorry, ich hatte das Thema irgendwie aus den Augen verloren. Aber wohlgemerkt: ich bin nicht gerade ein Experte im Bereich Gravitationswellen...

Warum die in 2 Ebenen schwingen? Nimm als Vergleich 'ne Wasserwelle. Die schwingt ja auch vertikal (Wellenberge und - Täler) und horizontal (läuft vom Entstehungsort fort). So ähnlich muss man sich auch die G.- Wellen vorstellen.

Erzeugung durch DM? Woher soll ich das wissen... glaube ich aber nicht. Die DM hat ihre Strukturen schon ausgebildet, als noch gar keine Materie existent war. Interessant ist aber die Spekulation, ob DM auch zu kompakten Objekten kollabieren kann, die dann evtl. zu "Schwarzen DM- Löchern" verschmelzen... möglich, dass auch hieraus G.- Wellen resultieren.

G.- Wellen verdichten und entspannen lediglich die Raumzeit, ebenso wie es Schallwellen mit der Luft machen. Photonen werden - einzeln betrachtet - wohl nicht beeinflusst, aber ganze Lichtstrahlen. Das macht man sich ja bei den Interferometern zunutze, da durch G.- Wellen die Raumzeit in einer Ebene gestaucht werden kann, wodurch die Strecke verkürzt wird. Im Prinzip wird dann auch Materie gestaucht - aber die Energie der G.- Wellen ist derart schwach, dass wohl kaum eine Messung gelingen dürfte (wenn es auch Experimente in dieser Art gibt).

Ob sich Überlagerungen ergeben können: Radio Eriwan würde sagen "Im Prinzip, ja". Ich weiß es nicht. Die Zukunft wird es zeigen, wenn wir wirklich einmal Detektoren haben, die solche Wellen analysieren können. Das wird dann die Krönung aller Messtechnik sein.

Übrigens, man scheint doch am LISA- Projekt weiter zu arbeiten (was mich riesig freut!), im September gehen erste Teile ins All:

http://www.esa.int/spaceinimages/Images ... Pathfinder

Schönen Gruß
gravi
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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Marcel » 11. Mär 2015, 19:59

Mhh der Übertrag zu den Wasserwellen, macht mir etwas zu schaffen. Wir haben ja bereits erklärt, dass G-Wellen sehr sehr kleine Energien haben, also wären ihre Amplituden auch sehr klein oder?
Wäre dies der Fall können die Amplituden ja auch in der Größenordnung der Plancklänge liegen, damit würden diese mehreren Dimensionen unterliegen (!) falls es diese wirklich gibt.
Mit freundlichen Grüßen
Marcel

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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Skeltek » 12. Mär 2015, 01:48

gravi hat geschrieben: Warum die in 2 Ebenen schwingen? Nimm als Vergleich 'ne Wasserwelle. Die schwingt ja auch vertikal (Wellenberge und - Täler) und horizontal (läuft vom Entstehungsort fort). So ähnlich muss man sich auch die G.- Wellen vorstellen.
Nicht optimales Beispiel, aber Wasser ist schonmal ganz gut.

Stelle dir vor du ziehst in der Badewanne den Stöpsel und es entsteht ein Strudel.
Das Wasser bewegt sich einmal im Kreis und es bewegt sich gleichzeitig nach unten.

Erweitertes Bespiel*:
Du drückst jemanden unter Wasser, der die ganze Badewanne an einem Stück austrinken soll. Jedes mal wenn er schluckt, bewegt sich das Wasser runter, wenn er kurz zum neu schlucken ansetzt, stopt der Wasserstrom - 1. Wellenbewegung bzw Vorwärtsbewegung.
Du hälst ihm nun gleichzeitig einen Mixer in den Mund, den du rhytmisch zur Musik ein- und ausschaltest, dabei dreht sich der Strudel im Takt zur Musik schneller und langsamer - vergleichbar mit der 2. Wellenbewegung der Gravitationswellen bzw Seitwärtsbewegung.

*bitte zuhause nicht nachmachen mit der fiesen Schwester oder so
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Re: Gravitationswellen

Beitrag von gravi » 12. Mär 2015, 19:19

Kann es sein, dass du irgendwie sadistisch veranlagt bist? :wink:
Zumindest scheinen ungeahnte Mordgelüste in dir zu schlummern... :lol:

Nein, solche Selbstversuche sollte man tunlichst nicht unternehmen ( es sei denn, der Betreffende filmt es und stellt das Video hier zur Verfügung. Mich würde da besonders interessieren, wie man einen Mixer in den Mund bekommt...).

Aber im Ernst: Die Amplituden sind natürlich extrem klein, man erwartet sie etwa zwischen 10[up]-20[/up] und 10[up]-23[/up] (ich denke, das wird in m gemessen).
Das muss ja auch, ihre Stärke nimmt ja mit dem Quadrat der Entfernung ab. Und die Quellen sind verdammt weit entfernt...

Gruß
gravi
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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Frank » 12. Mär 2015, 21:27

Mal eine komplette Laienfrage. Wenn diese G-Wellen kaum zu entdecken und ganz schwach sind,warum sind sie dann so wichtig,oder was bewirken sie?
Rechtschreibfehler sind gewollt und dienen der allgemeinen Belustigung.


Frank

„Wir haben uns daran gewöhnt, dass Vererbung durch Moleküle geschieht, aber dass das Bewusstsein aus Materie entstehen soll, ist noch immer ein ungewohnter Gedanke.“

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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Marcel » 13. Mär 2015, 05:55

@Frank
;) bin auch nur ein leihe :P
Also wie sie entstehen, ist dir bewusst, oder?
Es stellte sich heraus, dass in der inflationsphase solche G-Wellen entstanden sein müssen. Das bedeutet schließlich, dass die Entdeckung solcher ein ziemlich guter indirekter Nachweis für die Existenz dieser Phase sein kann. (Der Streit besteht ja noch ob nun Inflation oder Zyklus).
Sie sind halt so klein, da ihre Wirkung mit dem abstandsquadrat abfallen. Jetzt stell die vor, das Universum dehne sich seit Milliarden Jahren aus, und ungefähr diese Zeit bestehen diese Wellen auch und bewegen sich vorwärts.
Nun ich hoffe ich konnte deine fragen damit (korrekt) beantworten.
Mit freundlichen Grüßen
Marcel

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Re: Gravitationswellen

Beitrag von tomS » 13. Mär 2015, 07:07

Zunächst mal sind Gravitationswellen einfach eine Vorhersage der ART, und die möchte man experimentell prüfen
Gruß
Tom

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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Analytiker » 13. Mär 2015, 13:19

Es gibt Bestrebungen, Gravitationswellenastronomie betreiben, um Informationen über Himmelskörper und kosmische Ereignisse zu erhalten.

http://de.wikipedia.org/wiki/Gravitatio ... astronomie

Gruß
Analytiker

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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Skeltek » 13. Mär 2015, 16:36

Wenn man diverse Formeln bestätigen kann, wäre es zum Beispiel möglich die dynamischen Effekte zu berechnen, welche dadurch extrem nahe an der Quelle ausgelöst werden, wo die Wellen noch recht stark sind.
Die Wellen mögen zwar recht schwach sein wenn sie hier ankommen, aber wenn z.B. zwei SLs verschmelzen spielen die Wellen insofern eine Rolle, weil man dann Rückschlüsse auf die Dynamik ziehen kann, welche diese Wellen verursacht hat.

z.B. ist die Änderung der Schwerkraft pro Höhenmeter sehr klein. Trotzdem kann man wenn man sie extremst genau messen würde ausrechnen, wie sie sich auf makroskopischeren Skalen wie z.B. Jupiter-Entfernung auswirkt.
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Re: Gravitationswellen

Beitrag von gravi » 13. Mär 2015, 18:00

Es ist natürlich eine ganz spannende Geschichte, endlich den Nachweis ihrer Existenz führen zu können - ähnlich dem Nachweis des Higgs. Immerhin ist man aber von Einsteins Voraussage so überzeugt, dass man viele Millionen (wenn nicht gar Milliarden) in diverse Projekte investiert. Da lockt dann ja auch ein Nobel- Preis: Wer möchte nicht derjenige sein, der sie entdeckt?

Das kann übrigens jeder: Man kann sich am Einstein@Home- Projekt beteiligen und Datensätze des LIGO- Projekts auf dem eigenen Rechner auswerten lassen:

http://www.einsteinathome.org/

Wer weiß schon, wer "sie" als Erster findet...?

Die G- Wellen wäre eine Erweiterung der astronomischen Beobachtungsmöglichkeiten. Wir können ja nicht beliebig ins All hinaus um zu sehen, was dort abläuft - wir sind auf Informationen angewiesen, die uns bisher nur durch elektromagnetische Wellen erreichen. G- Wellen könnten zu ganz neuen Erkenntnissen führen.

Gruß
gravi
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Re: Gravitationswellen

Beitrag von seeker » 13. Mär 2015, 18:29

Einen Nobelpreis gab es ja schon für den indirekten Nachweis der GW:
Ein indirekter Nachweis von Gravitationswellen gelang Russell Hulse und Joseph Taylor von der Princeton University. Die beiden Physiker konnten durch mehrjährige Beobachtung des 1974 entdeckten Doppelpulsars PSR 1913+16 nachweisen, dass die Umlaufbahnen dieses Systems einander umkreisender Massen im Laufe der Zeit immer enger werden und somit Energie verlieren. Die beobachteten Energieverluste entsprachen dabei mit einer Genauigkeit von einem Prozent[6] den aus theoretischen Betrachtungen erwarteten Abstrahlungen durch Gravitationswellen. Hulse und Taylor wurden für ihre Entdeckung 1993 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet.
http://de.wikipedia.org/wiki/Gravitatio ... _Nachweise

Man möchte das jetzt als nächsten Schritt auch direkt nachweisen können und vielleicht auch genauer/detaillierter, um dazuzulernen.

Leider sind z.T. entsprechende Experimente (z.B. LISA) aus Kostengründen auf Eis gelegt worden.

Grüße
seeker
Grüße
seeker


Mache nie eine Theorie zu DEINER Theorie!
Denn tut man das, so verliert man zumindest ein Stück weit seine Unvoreingenommenheit, Objektivität.

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