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Gravitationswellen

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

Beitrag von belgariath » 5. Sep 2017, 11:56

Es gibt hier im Forum 14 Themen, die unter anderem das Wort "Gravitationswellen" im Titel enthalten und 6 Themen, deren Titel genau "Gravitationswellen" ist. Um meine Frage hier zu stellen, möchte ich deshalb nicht noch ein Gravitationswellen-Thema eröffnen. Ich habe deshalb hier das zuletzt bearbeitete Thema mit dem Titel "Gravitationswellen" genommen. Das ist gleichzeitig auch das Thema mit den meisten Beiträgen:

Jetzt meine Frage:
Mittlerweile gibt es drei direkte Messungen von Gravitationswellen-Ereignissen. Siehe
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_g ... servations
oder
https://en.wikipedia.org/wiki/First_obs ... onal_waves
Meist wird in Artikeln über diese Messungen relativ stillschweigend und etwas selbstverständlich angenommen, dass die Gravitationswellen-Ereignisse von kollidierenden und verschmelzenden Schwarzen Löchern verursacht wurden.
Nun gibt es in der Theorie aber einen ganzen Zoo an Alternativen für Schwarze Löcher, sogenannte kompakte Objekte oder exotische Sterne. Siehe
http://abenteuer-universum.de/stersterne/qbho.html
oder
https://en.wikipedia.org/wiki/Compact_star
Welche von diesen Alternativen können denn für die drei gemessenen Signale nicht verantwortlich sein? Anders ausgedrückt: Kann man manche Alternativen durch die Beobachtungen ausschließen? Anders ausgedrückt: Sind Schwarze Löcher nun alternativenlos?
In diesem Thema hat Ray zum Beispiel geschrieben, dass man Gravasterne "anhand der Gravitationswellenspektren von klassischen Schwarzen Löchern" unterscheiden kann.
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Re: Gravitationswellen

Beitrag von seeker » 5. Sep 2017, 12:32

Gute Frage, aber ich denke es ist noch etwas zu früh für belastbare Antworten.

Das hier habe ich aber gefunden:

Entdeckte LIGO schwarze Löcher oder Gravasterne?
https://aktuelles.uni-frankfurt.de/fors ... avasterne/

Demnach passte das dort untersuchte Signal eher nicht zu dem, was man von Gravasternen erwarten würde.
Grüße
seeker


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Re: Gravitationswellen

Beitrag von belgariath » 12. Sep 2017, 17:26

Jetzt habe ich auch mal etwas recherchiert und dabei drei Veröffentlichungen gefunden, in denen die Frage, ob die gemessenen Gravitationswellen eine Aussage über die Existenz exotischer Schwarzes Loch Alternativen erlauben, behandelt wird:
  • Zunächst eine Publikation von den Entdeckern selbst:
    2016PhRvL.116x1102A - LIGO-, Virgo-Collaboration - Properties of the Binary Black Hole Merger GW150914
    Hier findet sich nur eine ganz kurze und recht vage gehaltene Passage in Kapitel 3:
    2016PhRvL.116x1102A - LIGO-, Virgo-Collaboration - Properties of the Binary Black Hole Merger GW150914.jpg
    2016PhRvL.116x1102A - LIGO-, Virgo-Collaboration - Properties of the Binary Black Hole Merger GW150914.jpg (107.62 KiB) 936 mal betrachtet
  • Dann noch dieses Forschungspapier:
    2016PhRvD..94h4002Y - Yunes, Yagi, Pretorius - Theoretical physics implications of the binary black-hole mergers GW150914 and GW151226
    Besonders in Kapitel 1.A.3 wird ausführlich berechnet, ob die Messungen mit exotischen Objekten verträglich sind. Hier wird sehr viel Mathematik und Hintergrundwissen gefordert und ich muss zugeben dass ich da nicht durchsteige. In einer Zusammenfassung schreiben die Autoren Folgendes:
    2016PhRvD..94h4002Y - Yunes, Yagi, Pretorius - Theoretical physics implications of the binary black-hole mergers GW150914 and GW151226.jpg
    2016PhRvD..94h4002Y - Yunes, Yagi, Pretorius - Theoretical physics implications of the binary black-hole mergers GW150914 and GW151226.jpg (72.28 KiB) 936 mal betrachtet
  • Und schließlich noch dieser Übersichtsartikel:
    2016GReGr..48...95M - Miller - Implications of the gravitational wave event GW150914
    Kapitel 3.2:
    2016GReGr..48...95M - Miller - Implications of the gravitational wave event GW150914.jpg
    2016GReGr..48...95M - Miller - Implications of the gravitational wave event GW150914.jpg (195.19 KiB) 936 mal betrachtet
Man kann also sagen, dass die meisten exotischen Alternativen (speziell Gravasterne, das deckt sich dann auch mit deinem Artikel, seeker) zwar noch nicht endgültig und definitiv ausgeschlossen werden können, aber dass sie durch die registrierten Signale noch unwahrscheinlicher angesehen werden können beziehungsweise wenn überhaupt in einem noch kleineren Parameterraum existieren können.
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Re: Gravitationswellen

Beitrag von seeker » 14. Sep 2017, 10:34

Super Arbeit, vielen Dank! :well:
Grüße
seeker


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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Skeltek » 14. Sep 2017, 11:04

Hab mir übrigens eine neue Theorie zur Entstehung der Filamente durch einen SL-Gravitationswellen-Mechanismus überlegt; werde es demnächst ansprechen, falls ich es nicht vergesse und gründlich durchdacht habe.
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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Herr5Senf » 27. Sep 2017, 21:49

Und nun haben wir eine mehr GW170814, alle drei 2xLIGO+VIRGO haben's gesehen:

wieder zwei SL mit 31 und 25 Sonnenmassen in 1,8 Mrd Lj Entfernung und wie für SL anzunehmen ohne optischen Beifang.
Müssen die Auswertung der optischen Erscheinung 170817A abwarten, Merger zweier (?) Neutronensterne, gab's Gravitationswellen?

Quelle http://www.aei.mpg.de/2111825/gw170814

Grüße Dip

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Re: Gravitationswellen

Beitrag von belgariath » 28. Sep 2017, 11:12

Herr5Senf hat geschrieben:
27. Sep 2017, 21:49
[...]
Müssen die Auswertung der optischen Erscheinung 170817A abwarten, Merger zweier (?) Neutronensterne, gab's Gravitationswellen?
[...]
Ich kann dir hier leider nicht folgen. :shock: Könntest du bitte diese Aussage nochmal in vollständigen Sätzen formulieren.
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Re: Gravitationswellen

Beitrag von gravi » 28. Sep 2017, 18:56

Vielleicht ist dieser Link ein wenig hilfreich:

G- Wellen

Netten Gruß
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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Analytiker » 28. Sep 2017, 18:58

Gravitationswellen sind zum vierten Mal direkt nachgewiesen worden und wieder waren es kollidierende Schwarze Löcher.

http://www.spiegel.de/wissenschaft/natu ... 70132.html

Es kann sein, was noch geprüft wird, dass in nur 134 Millionen Lichtjahren Entfernung die Kollision zweier Neutronensterne beobachtet wurde. Dort wurde wohl ein Nachglühen gefunden.

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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Herr5Senf » 28. Sep 2017, 20:44

Zu 170817A: ich dachte, die Eingeweihten wüßten Bescheid (sind aber noch Gerüchte)

M.P. hat ausführlich dazu geschrieben, was man über Neutronensterne erfahren könnte, wenn eine Gravitationswelle im Spiel war.
Zumindest lag das Ereignis in Reichweite (38 Mpc) der Empfindlichkeit von LIGO/VIRGO, es wäre ein "neuer Typ" von Gravitationswellen,
man könnte die Zustandsgleichung von Neutronensternen entschlüsseln. Schwarze Löcher sind ja schon Routine.
https://scilogs.spektrum.de/relativ-ein ... artet-uns/

Grüße Dip

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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Analytiker » 29. Sep 2017, 17:35

Wenn phasengequetschtes Licht bei den großen Gravitationswellendetektoren zum Einsatz kommt, ist mit erheblichen mehr Nachweisen von Gravitationswellenereignissen zu rechnen.

https://de.wikipedia.org/wiki/Gequetschtes_Licht

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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Analytiker » 3. Okt 2017, 12:24

Der Physik-Nobelpreis 2017 geht für den direkten Nachweis von Gravitationswellen an die Wissenschaftler Barry Barish, Rainer Weiss und Kip Thorne.

Diese Auszeichnung wird der Gravitationswellenforschung wohl weiteren Auftrieb geben. Primordiale Schwarze Löcher könnten eine Erklärung für die Dunkle Materie liefern. Schwarze Löcher mit einer Sonnenmasse müssen primordial sein, da sie bei einem stellaren Gravitationskollaps nicht entstehen können.

Mittlerweile sind ja schon vier Verschmelzungen Schwarzer Löcher direkt nachgewiesen worden. Durch verbesserte Detektortechnologie ist es möglich, erheblich mehr Gravitationswellenereignisse nachzuweisen.

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Re: Gravitationswellen

Beitrag von gravi » 3. Okt 2017, 12:46

Das war hochverdient!

Gruß
gravi
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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Frank » 3. Okt 2017, 13:03

gravi hat geschrieben:
3. Okt 2017, 12:46
Das war hochverdient!

Gruß
gravi
Wobei ich zugeben muss, dass ich immer noch nicht den Wert dieser Entdeckung verstanden habe(außer das natürlich Einstein mal wieder Recht hatte...)

:? (Schäm)
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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Analytiker » 3. Okt 2017, 16:05

Gravitationswellen ermöglichen eine völlig neue Sicht auf das Universum. Es können Prozesse verstanden werden, die mit dem elektromagnetischen Spektrum nicht erfasst werden können. Raumzeitbeben, hervorgerufen durch enorme Beschleunigung von Massen, können nachgewiesen werden.

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Re: Gravitationswellen

Beitrag von tomS » 3. Okt 2017, 16:48

81aEUlUkh2L.jpg
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Gruß
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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Timm » 3. Okt 2017, 17:56

Analytiker hat geschrieben:
3. Okt 2017, 12:24

Diese Auszeichnung wird der Gravitationswellenforschung wohl weiteren Auftrieb geben.
Schön wäre es, wenn sie LISA beschleunigen würde.

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Re: Gravitationswellen

Beitrag von belgariath » 4. Okt 2017, 11:25

@ tomS
Jetzt wird's Zeit, dass der alte Schinken mal aktualisiert und neu aufgelegt wird. :-)
Der harmonische Oszillator ist die Drosophila der Physiker (Carsten Honerkamp)
Eine Welle ist, was so wackelt (Andrei Pimenov)
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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Analytiker » 4. Okt 2017, 19:03

Timm hat geschrieben:
3. Okt 2017, 17:56
Analytiker hat geschrieben:
3. Okt 2017, 12:24

Diese Auszeichnung wird der Gravitationswellenforschung wohl weiteren Auftrieb geben.
Schön wäre es, wenn sie LISA beschleunigen würde.
Bei erdgebundenen Detektoren wird in den nächsten Jahren wohl noch einiges passieren. Ein interferometrischer Gravitationswellendetektor im All auf Basis von LISA wird wohl so schnell nicht realisiert werden. Die ESA entschied sich in diesem Jahr, den Plan auf der Basis von LISA ohne die NASA umzusetzen. Für 2034 ist der Start anvisiert.

https://de.wikipedia.org/wiki/Laser_Int ... ce_Antenna

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Re: Gravitationswellen

Beitrag von seeker » 5. Okt 2017, 09:05

Die Planung für LISA besteht aus einer Anordnung von drei Raumsonden, die in Form eines nahezu gleichseitigen Dreiecks hinter der Erde entlang der Erdbahn um die Sonne kreisen. Der Abstand zur Erde beträgt dabei bis zu 70 Millionen Kilometer.[8] Die Satelliten bilden zusammen ein Laserinterferometer mit Armlängen von 2,5 Millionen Kilometern.
https://de.wikipedia.org/wiki/Laser_Int ... na#Technik

Ich wundere mich dabei nur, dass man das anscheinend technisch hinbekommen kann, ich meine die drei im freien Raum schwebenden Satelliten müssen sich mit dem Laser ja über eine Entfernung von 2,5 Millionen Kilometer punktgenau treffen (= der 62,5-fache Erdumfang), die benötigte Winkelgenauigkeit und -Stabilität bei der Ausrichtung dürfte nicht ohne sein, das wär schon beeindruckend.
Die Satelliten können dabei ja auch nicht einmal auf derselben Umlaufbahn (-> Bahnradius, Bahnwinkel) um die Sonne sein, sonst gibt es kein gleichseitiges Dreieck. Also dürften bei mindestens einem der Satteliten ständige treibstofffressende Bahnkorrekturen notwendig sein, um ihn auf einer künstlichen Umlaufbahn zu halten, aber bitte ohne Vibrationen vom Antrieb. Andere Störeinflüsse wie z.B. die vom variablen Sonnenwind müssen ebenso kompensiert werden.
Grüße
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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Herr5Senf » 5. Okt 2017, 09:53

@seeker, das Satellitendreieck "dreht" sich um den Mittelpunkt und bleibt etwa 1 Jahr stabil.
Literaturstelle "8" https://www.elisascience.org/articles/e ... on-concept sagt
The centre of the formation is in the ecliptic plane 1 AU from the Sun and 20° behind the Earth. The plane of the triangle is inclined by 60° with respect to the ecliptic.
These particular heliocentric orbits for the three spacecraft were chosen such that the triangular formation is maintained throughout the year,
with the triangle appearing to rotate about the centre of the formation.

Der Winkel von 60° mit der Ekliptik sorgt für Ordnung.

Grüße Dip

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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Skeltek » 5. Okt 2017, 23:02

Das bedeutet, dass die Anordnung das ganze Jahr hindurch bestehen bleibt, und nicht, dass es nur ein Jahr stabil bleibt.

Hoffentlich war es nicht eine durch EM ausgelöste Spannungsschwankung beider Laser gleichzeitig... man bräuchte mindestens... oder mehr als 5 Stück und eine exakte Zeitmessung, um eine Störungsquelle nahe oder aus einer bestimmten Richtung auszuschließen. Wurde denn wenigstens zeitgleich ein anderes Event beobachtet? Denke die Materie nahe an den SLs wurde sicherlich kurzfristig extrem gestoßen... EM-Wellen maybe?
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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Herr5Senf » 11. Okt 2017, 22:18

Es sieht so aus, daß man einen Neutronenstern-Merger im Kasten hat, wahrscheinlich der 170817A.

interessanter Termin der ESO am Mo 16.10.17 16:00 MESZ Pressekonferenz
https://www.eso.org/public/germany/anno ... /ann17071/
70 Observatorien waren wohl an der Beobachtung im Optischen beteiligt

Vielleicht hat das Warten auf die Gravitationswellen von Neutronensternen ein Ende - Dip

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Frank
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Re: Gravitationswellen

Beitrag von Frank » 12. Okt 2017, 09:40

Herr5Senf hat geschrieben:
11. Okt 2017, 22:18
Es sieht so aus, daß man einen Neutronenstern-Merger im Kasten hat, wahrscheinlich der 170817A.

interessanter Termin der ESO am Mo 16.10.17 16:00 MESZ Pressekonferenz
https://www.eso.org/public/germany/anno ... /ann17071/
70 Observatorien waren wohl an der Beobachtung im Optischen beteiligt

Vielleicht hat das Warten auf die Gravitationswellen von Neutronensternen ein Ende - Dip
Die FAZ hat das Thema auch schon aufgegriffen. Mal sehen. Gespannt ich bin..... :sp:


http://www.faz.net/aktuell/wissen/gravi ... 41709.html
Rechtschreibfehler sind gewollt und dienen der allgemeinen Belustigung.


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Re: Gravitationswellen

Beitrag von gravi » 12. Okt 2017, 18:47

Ja, das ist spannend. Hier eröffnet sich uns ein völlig neues Beobachtungsspektrum.
Da sollten wir dran bleiben...!

Gruß
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