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Wechselwirkung von Gravitationswellen mit Materie

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Wechselwirkung von Gravitationswellen mit Materie

Beitrag von seeker » 13. Sep 2019, 09:09

Mir kam gerade eine Frage in den Sinn:

Gravitationswellen tragen Energie und sind messbar, also gibt es eine physikalische Wechselwirkung mit Materie.
Wie ist denn das dann... werden Gravitationswellen von Materie absorbiert evtl. auch gestreut?
Und falls ja: Wie kann man sich das vorstellen?
Und wenn da ein Energieübertrag stattfindet, wo geht die Energie dann hin? Wird die Materie dann erwärmt, wenn eine Gravwelle durch sie hindurchläuft, ganz ähnlich wie bei Gezeiteneffekten (innere Reibung)?
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Re: Wechselwirkung von Gravitationswellen mit Materie

Beitrag von Skeltek » 13. Sep 2019, 11:11

Ich halte den Effekt für vernachlässigbar. Die Materie krümmt die Raumzeit in einem Areal ohnehin bereits; eine Gravitationswelle würde wohl regulär dem gekrümmten Raum folgen.
Vielleicht sollte man bei der Messbarkeit zunächst klären, ob es sich tatsächlich um beschleunigte Materie handelt oder um eine Änderung der räumlichen Metrik (bezüglich der Winkel). Da nenenswerte Winkeländerungen eher unwahrscheinlich sind,tippe ich auf eine kurzfristige Beschleunigung der Materie. Ich denke das 'wieder zum Stillstand kommen' und im Nachhinein wieder abstrahlen der Energie sind vermutlich äquivalent.
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Re: Wechselwirkung von Gravitationswellen mit Materie

Beitrag von Timm » 14. Sep 2019, 17:41

seeker hat geschrieben:
13. Sep 2019, 09:09
Und wenn da ein Energieübertrag stattfindet, wo geht die Energie dann hin? Wird die Materie dann erwärmt, wenn eine Gravwelle durch sie hindurchläuft, ganz ähnlich wie bei Gezeiteneffekten (innere Reibung)?
Ja, es sind Gezeitenkräfte über die ein Teil der Energie absorbiert werden kann. Kompressible Körper werden beim Durchgang einer Gravitationswelle gedehnt und komprimiert, also gewalkt. Der Effekt und die zu erwartende Erwärmung dürften jedoch weit außerhalb der Meßbarkeit sein.

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Re: Wechselwirkung von Gravitationswellen mit Materie

Beitrag von seeker » 14. Sep 2019, 19:24

Ja, macht Sinn.

Eine Gravitationswelle ist ja im Grunde nichts anderes als ein zyklisch zeitlich veränderliches Gravitationsfeld.
Im Prinzip muss sich das dann ganz ähnlich auf Materie auswirken wie der Mond auf die Erde, denn irgendein Punkt auf der unter dem Mond wegrotierenden Erde sieht ja auch genau das: ein zyklisch zeitlich veränderliches Gravitationsfeld, weil der Punkt dem Mond mal näher, mal ferner ist. Und das walkt per Gezeitenkraft durch.

Und ihr habt Recht, dass das bei uns hier wohl vernachlässigbar bzw. weit außerhalb der Meßbarkeit sein wird.
Aber in der Nähe eines verschmelzenden Doppel-SLs sähe das wohl ganz anders aus, ich meine, da wird eine Energie per Gravwellen abgestrahlt, deren Äquivalent per E = mc^2 ein paar Sonnenmassen betragen kann. Da möchte ich nicht in der Nähe sein... :)
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Re: Wechselwirkung von Gravitationswellen mit Materie

Beitrag von Skeltek » 14. Sep 2019, 19:55

Es gäbe möglicherweise noch eine andere Auffassung, was die Gravitationswelle in Wirklichkeit ist. Was man misst ist ja lediglich eine temporäre Veränderung der Distanz von Raumzeitpunkten, was man als Frequenzverschiebung des Abstandes in Wellenlängen gemessen auffassen kann:
Im Grunde genommen erfährt der Bereich, welchen die Welle gerade durchschreitet eine unidirektionale Zeitdilatation. Der Bereich hinter der Welle hat einen zeitlichen Vorsprung gegenüber dem Bereich vor der Welle. Das würde auch in das Model passen, nach welchem Gravitation durch unterschiedlichen Zeitfluss in Gebieten verursacht wird statt umgekehrt (Derzeit geht man 'meinstreammeinungsmäßig' davon aus, dass Gravitation die Zeitdilatation verursacht und nicht umgekehrt).
Aber ich denke das geht hier ein wenig zu weit vom Mainstream und der Standardphysik weg und würde etliches an Nachweisen und Formelentwicklung benötigen, um das zu untermauern. Dazu wird man wohl auch keine Paper im Netz finden, da ich mir das vor vielen Jahren selbst zusammengereimt habe.

Die Threadüberschrift ist auch interessant, da sie davon ausgeht, dass Gravitationswellen und Materie grundsätzlich zweierlei trennbare Aspekte sind. Genau genommen interferriert jedoch lediglich die periphäre Metrik von Materie mit der umgebenden Metrik anderer Materie. Die Problemstellung lässt sich vermutlich sogar bei völliger Außerachtlassung der Materie(ihrer Beschleunigung usw) selbst betrachten und behandeln.
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Re: Wechselwirkung von Gravitationswellen mit Materie

Beitrag von seeker » 16. Sep 2019, 10:49

Skeltek hat geschrieben:
14. Sep 2019, 19:55
Aber ich denke das geht hier ein wenig zu weit vom Mainstream und der Standardphysik weg und würde etliches an Nachweisen und Formelentwicklung benötigen, um das zu untermauern. Dazu wird man wohl auch keine Paper im Netz finden, da ich mir das vor vielen Jahren selbst zusammengereimt habe.
Man kann sich natürlich viel zusammenreimen, aber bei so Sachen denke ich, ist zunächt herauszufinden, welches der einfachste und klarste Zugang ist und sich den klarzumachen, bevor man komplizierte Zugänge betrachtet. Und ich glaube nicht, dass man bei dem, was du offenbar im Kopf hast, irgendwelche neue Formelentwicklungen, etc. bräuchte, denn die Sache ist laut den Formeln der RT klar, wenn ich es noch recht weiß, nämlich (salopp) Masse (Energie) = Raumzeitgeometrie (Metrik) (genauer: https://de.wikipedia.org/wiki/Einsteins ... leichungen), d.h. das Eine korreliert mit dem Anderen - und man hat da dann auch immer zwei Seiten, von denen man die Geschichte betrachten kann.
Ob nun Masse/Energie Raumzeitkrümmung ist (oder verursacht) oder umgekehrt bleibt sich in gewisser Weise gleich.
Grüße
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Re: Wechselwirkung von Gravitationswellen mit Materie

Beitrag von Skeltek » 16. Sep 2019, 11:03

Soweit hast du Recht. Ich denke mal aber trotzdem, dass es den Meisten wohl zu weit gehen würde, Beschleunigung auf das unterschiedlich schnelle Vergehen von Zeit an unterschiedlichen Orten zurückzuführen.
Wir sind nunmal instinktiv angetrieben, unsere makroskopische Erfahrungswelt zu kennen, von dieser auszugehen und dann den Mikrokosmos durch Lgik und Implikationen daraus herzuleiten. Würde man von den mikrokosmologischen 'Basics' die Erfahrungswelt herleiten, müsste man einen zu großen Teil der Physik und unseres Denkens völlig umkrempeln. Daher sind viele dieser Überlegungen denke ich mal antiintuitiv und erscheinen höchst abwegig.
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