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Auf der Suche nach einem kosmischen Gravitationswellen-Hintergrund

Schwerpunkt Gravitationswellenastronomie, Quellen von Gravitationswellen wie z.B. Schwarze Löcher, Großteleskope, ...

Moderator: Analytiker

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seeker
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Auf der Suche nach einem kosmischen Gravitationswellen-Hintergrund

Beitrag von seeker » 27. Jan 2022, 12:38

Auf der Suche nach einem kosmischen Gravitationswellen-Hintergrund
13.01.2022 - Weltweites Radioteleskop-Netzwerk verstärkt Signal, das auf Gravitationswellen extrem niedriger Frequenz im Nanohertzbereich hinweisen könnte.
https://www.pro-physik.de/nachrichten/a ... intergrund


Mögliches Signal des Gravitationswellen-Hintergrunds im Nanohertz-Bereich nachgewiesen
28.10.2021 - EPTA-Kollaboration präsentiert Ergebnis einer 24-jährigen Kampagne mit den fünf größten europäischen Radioteleskopen.
https://www.pro-physik.de/nachrichten/m ... chgewiesen

Ambitionierte, spannende Sache!
Und Frequenzen im Nanohertzbereich... das macht die Sache nicht einfacher. Wenn ich richtig gerechnet habe, bedeutet z.B. eine Frequenz von 1 nHz, dasss es 31,7 Jahre dauert, bis auch nur eine Schwingung durchlaufen ist. Also... wenn man sicher wissen will, ob irgendwo wirklich eine Schwingung da ist oder nicht, dann muss man ja normalerweise wenigstens so lange gemessen haben, bis ein wenigstens ein paar Schwingungen durchgelaufen sind... Gut, bei 10 nHz wärens dann nur noch 3,17 Jahre pro Schwingung, dennoch... da braucht man Geduld... :|
Grüße
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Frank
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Re: Auf der Suche nach einem kosmischen Gravitationswellen-Hintergrund

Beitrag von Frank » 28. Jan 2022, 12:34

Gravitationswellen.
Eine Gravitationswelle – übersetzt auch Schwerkraftwelle genannt – ist eine Welle in der Raumzeit, die durch eine beschleunigte Masse ausgelöst wird. Den Begriff selbst prägte erstmals Henri Poincaré bereits 1905. Gemäß der Relativitätstheorie kann sich nichts schneller als mit Lichtgeschwindigkeit bewegen. Lokale Änderungen im Gravitationsfeld können sich daher nur nach endlicher Zeit auf entfernte Orte auswirken. Daraus folgerte Albert Einstein 1916 die Existenz von Gravitationswellen. Beim Durchlaufen eines Raumbereichs stauchen und strecken sie vorübergehend Abstände innerhalb des Raumbereichs. Das kann als Stauchung und Streckung des Raumes selbst betrachtet werden.
https://de.wikipedia.org/wiki/Gravitationswelle

Was eine Gravitationswelle ist, habe ich wohl verstanden. Was sie macht, auch was deren Quelle(n) ist.
Ich finde es auch sehr spannend das man sie nun entdeckt hat und somit sich wieder eine Theorie, als richtig erwiesen hat.

Wer kann mir aber mal abseits davon erklären, was für eine direkte Anwendung, oder was genau man damit machen kann? :sp: :wn:
Ist das Geschlecht des Menschen biologisch bedingt oder ist es ein soziales Konstrukt? Im Tierreich ist das oft simpler. Wenn man dem weiblichen Borstenwurm das Gehirn entfernt, wird es zum Männchen.

Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Auf der Suche nach einem kosmischen Gravitationswellen-Hintergrund

Beitrag von Herr5Senf » 28. Jan 2022, 15:05

Es gab schon Heilpraktiker, die gleich nach den neuesten Erkenntnissen der Physik Grvitationswellenmassage angeboten haben :lolol:

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Re: Auf der Suche nach einem kosmischen Gravitationswellen-Hintergrund

Beitrag von belgariath » 29. Jan 2022, 11:43

Naja es ist halt ein neues Fenster ins Universum.

Mittlerweile wurden schon einige Zehn Ereignisse von Verschmelzungen von stellaren kompakten Objekten registriert und man hat dabei viel über die Population von stellaren Schwarzen Löchern und über Neutronensterne herausgefunden. Wenn man genügend Ereignisse findet kann man solide statistische Aussagen treffen, über Häufigkeit, Massenverteilung, Zusammensetzung der Neutronensterne, etc...
Besonders interessant ist es wenn man zusätzlich zu den Gravitationswellen auch elektromagnetische Strahlung von den Ereignissen erhält, so wie im Fall von GW170817, das man mit GRB 170817A identifizieren konnte.
Einen guten Artikel gabs vor kurzem bei PiuZ:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs ... .202101618

Diese Nanohertz-Gravitationswellen kommen von sich umkreisenden supermassereichen Schwarzen Löchern, die schon in einigen Galaxien (insbesondere in aktiven Galaxien) mit mehr oder weniger starken Argumenten vermutet wurden. Es muss ja Binärsysteme aus supermassereichen Schwarzen Löchern geben, wenn man bedenkt dass Galaxien im Laufe der Zeit miteinander verschmelzen. Nanohertz-Gravitationswellen würden uns somit Einblicke in die Zentren von Galaxien geben.

Ich würde sagen das ist alles Grundlagenforschung, mit der wir viel über das Universum erfahren können. Dass wir jetzt Gravitationswellen-Detektoren haben ist für die astrophysikalisch interessierte Öffentlichkeit so wie wenn man einer tauben Person ein rudimentäres Hörgerät implantiert. Es eröffnet sich ein neuer Zugang zur Welt.
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Re: Auf der Suche nach einem kosmischen Gravitationswellen-Hintergrund

Beitrag von Frank » 31. Jan 2022, 16:27

belgariath hat geschrieben:
29. Jan 2022, 11:43
.

Ich würde sagen das ist alles Grundlagenforschung, mit der wir viel über das Universum erfahren können. Dass wir jetzt Gravitationswellen-Detektoren haben ist für die astrophysikalisch interessierte Öffentlichkeit so wie wenn man einer tauben Person ein rudimentäres Hörgerät implantiert. Es eröffnet sich ein neuer Zugang zur Welt.
Das habe ich schon verstanden, aber es geht halt bei diesem durchaus spannenden Thema für mich zu viel in eine Richtung.
Schwarze Löcher die verschmelzen, Neutronensterne die verschmelzen.......Schwarze Löcher die verschmelzen..... Neutronensterne....

Ich versuche es mal mit meinen eigenen Worten zu beschreiben und weiß natürlich nicht ob ich es richtig verstanden habe.
Wenn eine Gravitationswelle durch das All läuft, dann "hebt und senkt" sie Raumzeit und/oder den Raum.
Schneller als das Licht ist sie auch nicht,also wie macht sie das?
Wenn sie von nichts gebremst wird und sich immer weiter ausbreitet, müsste es ja von ihnen inzwischen überall nur so wimmeln. Zumindest aber an der Grenze, ab der sich das Universum schneller ausdehnt, als das Licht?

Warum geht die Forschung nicht auch mal in diese Richtung?
Das bei der Vereinigung zweier Neutronensterne Gravitationswellen entstehen können/werden, weiß man doch. :wn:
Ist das Geschlecht des Menschen biologisch bedingt oder ist es ein soziales Konstrukt? Im Tierreich ist das oft simpler. Wenn man dem weiblichen Borstenwurm das Gehirn entfernt, wird es zum Männchen.

Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Auf der Suche nach einem kosmischen Gravitationswellen-Hintergrund

Beitrag von Analytiker » 2. Feb 2022, 12:05

Das beobachtbare Universum ist weitgehend homogen und isotrop. Natürlich wimmelt es im Universum von Gravitationswellen und sie überlagern sich. Wegen ihren schwachen Amplituden sind sie nur schwer nachweisbar und um niederfrequente Gravitationswellen nachzuweisen braucht es viel Zeit. Primordiale Gravitationswellen sind zudem durch die Inflation geglättet. Im Prinzip müssten sie sich nachweisen lassen, aber das bedarf qualitativ hochwertiger Präzisionsmessungen.

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Re: Auf der Suche nach einem kosmischen Gravitationswellen-Hintergrund

Beitrag von seeker » 4. Feb 2022, 11:01

Analytiker hat geschrieben:
2. Feb 2022, 12:05
Natürlich wimmelt es im Universum von Gravitationswellen und sie überlagern sich.
Ich könnte mir vorstellen, dass es in der Situation sehr schwer ist, hier Muster zu finden bzw. sicher nachzuweisen, denn irgendwo stellt so ein Signal ja zunächst einmal eine Art Rauschen dar, das von dem anderen, ganz normalen apparativen Messrauschen, das bei jeder Messung vorhanden ist, getrennt werden müsste. Bestimmt muss da auch das Beste, was wir an Computerpower und Algorithmen haben, drüberlaufen, um überhaupt eine Chance zu haben, etwas zu finden.
Die Herausforderung besteht hier daher wohl nicht nur in der prinzipiellen Messgenauigkeit der Messgeräte und der ausreichenden Datengenerierung, sondern auch in der Datenfilterung/-weiterverarbeitung/-auswertung.
Grüße
seeker


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Re: Auf der Suche nach einem kosmischen Gravitationswellen-Hintergrund

Beitrag von Timm » 5. Feb 2022, 16:56

Frank hat geschrieben:
31. Jan 2022, 16:27
Ich versuche es mal mit meinen eigenen Worten zu beschreiben und weiß natürlich nicht ob ich es richtig verstanden habe.
Wenn eine Gravitationswelle durch das All läuft, dann "hebt und senkt" sie Raumzeit und/oder den Raum.
Eine durchlaufende Gravitationswelle macht etwas mit der Krümmung des Raums. Ist er flach (= Winkelsumme im Dreieck beträgt 180°), dann oszilliert die Krümmung zwischen den Werten 180°+- x. Das wirkt sich so aus, dass der Raum im Takt der Welle gedehnt und gestaucht wird, d.h. der ohne Welle konstante Abstand zwischen zwei frei fallenden Teilchen ändert sich entsprechend. Genau das misst LIGO interferometrisch. Die Spiegel sind zwar nicht im freien Fall, aber sie hängen frei.

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