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THEMA: Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren?

Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 16 Feb 2016 11:35 #2811

Die Youtube-Kommentare sind wohl nicht das geeignete Forum, um diese Frage zu stellen, deshalb versuche ich es jetzt hier:
Nach meinem naiven Verständnis ist die Dehnung / Kontraktion des Raums durch Gravitationswellen so grundlegend, dass auch der Lichtstrahl, der sie messen soll, davon beeinflusst wird. Denn die Welle "bewegt" ja nicht nur die Testmasse, sondern durchläuft den gesamten Raum, auch die beiden Schenkel, in denen die Laserstrahlen laufen. Das "Lineal", mit dem wir messen, wird quasi mit den zu messenden Längenänderungen ebenfalls kürzer bzw. länger. Das Messergebnis wäre: Null. Die Auslöschung am Detetktor bliebe perfekt, egal aus welcher Richtung die Gravitationswelle kommt. Das würde eine prinzipielle Untauglichkeit dieser Methode (LIGO, GEO600) bedeuten. Daran würde auch die rechtwinklige Anordnung zweier Messstrahlen nichts ändern.
Ich habe diese Frage bereits mehreren Physikern gestellt, u.a. im Max-Planck-Institut für Gravitationsforschung in Potsdam. Erstaunlicherweise zeugten die Antworten davon, dass diese einfache Frage nicht richtig verstanden wurde! Ich bin dankbar für jede Antwort, die ich verstehe ;)

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Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 16 Feb 2016 12:56 #2812

Also, ich versteh das so: Nehmen wir an, die GW läuft parallel zu einem Arm des Interferometers. Dann sorgt die GW dafür, daß die Wellenlänge des Laserstrahls dort, wo die GW aktiv ist gestaucht und gedehnt wird. Da beide mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs sind und der relevante Wellenzug der GW etwa 7500 km lang ist, werden alle Wellenlängen des einen Arms beeinflusst. Im anderen Interferometerarm bleiben die Wellenlängen unbeeinduckt, da sie von der GW senkrecht und nicht in Ausbreitungsrichtung getroffen werden. Im Detektor wirkt sich die Störung dadurch aus, daß die Überlagerung der Wellenberge und Wellentäler, die sich vorher genau weggehoben haben, das durch die Störung nicht mehr tun. Das Detektorbild erfährt eine Aufhellung zwischen etwa 40 und 250 Hz und das etwa 0,025 Sekunden lang.
Die GW traf aber die Detektoren etwas schräg von unten, so daß der Effekt nicht lupenrein nur einen Arm beeinflußt hat, sondern den anderen auch ein wenig. Würde die GW diagonal durch die Messanordnung laufen oder genau senkrecht von oben oder von unten kommen, gäbe es kein Signal.
Also so hab ich das verstanden.
viele Grüße
Thomas
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Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 16 Feb 2016 13:23 #2813

Danke für die Antwort! Du sagst es selbst: Die Wellenlänge wird dort, wo die GW aktiv ist, gedehnt oder gestaucht.
Und zwar im selben Verhältnis wie die Strecke, die der Strahl durchläuft. Es gäbe also am Ende keinen Laufzeitunterschied! Und damit keine Messung.
Das ist der Kern meiner Frage.

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Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 16 Feb 2016 19:12 #2815

Einen Laufzeitunterschied gibt es natürlich nicht. Lichtgeschwindigkeit ist gleich Lichtgeschwindigkeit. Was sich verschiebt ist die Wellenlänge. Die Folge ist, dass man die Wellenberge und die Wellentäler der beiden Arme nicht mehr zum Auslöschen bringen kann und deshalb wird es im Detektor hell.
Grüße
Thomas

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Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 17 Feb 2016 01:14 #2822

Ja - die Lichtgeschwindigkeit bleibt konstant bei ca. 300000 Kilometer pro Sekunde. Bei einer Deformation der Raumzeit wird aber - um es mal etwas volkstümlich auszudrücken - der "Kilometer" bzw. die "Sekunde" selbst gestaucht oder gedehnt. Was für das Licht doch wohl bedeutet, dass es sich dem gefälligst anzuschließen hat (eben um die Lichtgeschwindigkeit konstant zu halten). Es ist also nicht unabhängig von der "Bühne" (um Herrn Gaßners Bild zu benutzen) - und taugt deshalb nicht zur Messung ihrer Kontraktion / Dehnung.
Ich weiß, dass das eine provokante These ist, denn sie stellt ja die jahrzehntelange Arbeit von Hunderten Wissenschaftlern in Frage. Wahrscheinlich gibt es eine ganz einfache (oder nicht ganz so einfache) Antwort auf meine Frage.
Aber die würde ich gern hören!

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Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 17 Feb 2016 12:16 #2826

Beide Wellenarten, die elektromagnetische und auch die Gravitationswellen sind Transversalwellen, dh. sie schwingen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung. Die eine tut dies wie ein schwingender Ball, der sich aufbläst und sich wieder verkleinert. Die andere schwingt wie ein Baseball, einmal quasi von oben nach unten und dann senkrecht dazu. Diese unterschiedlichen Schwingungsmoden beeinflußen eine elektromagnetische Welle in Ausbreitungsrichtung anders als senkrecht zu ihr. Das führt zu den oben geschilderten Messeergebnissen. Vielleicht ist das ein nützlicher Hinweis.
Grüße
Thomas
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Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 17 Feb 2016 17:12 #2830

Nachtrag: Die beiden Wellenarten beeinflussen sich nicht direkt gegenseitig. Die Gravitationswelle dehnt zuerst den einen Arm und dann den anderen, während der erste darauf hin wieder gestaucht wird und so fort. D.h., sie beeinflußt die Länge der Lichtwege, und dies führt dann im Interferenzbild am Detektor zu kleinen Verschiebungen der Wellenlängen gegeneinander mit der Folge, daß sich die überlagernden Wellenpakete nicht mehr exakt auslöschen. Es kommt zu einer Aufhellung. So rum ist es richtig.
Grüße
Thomas

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Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 17 Feb 2016 22:43 #2841

Danke - auf diese Art von Antwort hatte ich gewartet. Jetzt muss ich mir nur noch das Nötige anlesen, um sie zu verstehen ;)

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Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 17 Feb 2016 23:08 #2842

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Michael Herrmann schrieb: Danke - auf diese Art von Antwort hatte ich gewartet. Jetzt muss ich mir nur noch das Nötige anlesen, um sie zu verstehen ;)

Ganz umgangssprachlich ausgedrückt:
Gravitationswellen entstehen durch Impulse in der Raumzeit (sich beeinflussende Masse), wobei die Raumzeit gestaucht und gestreckt wird. Diese Stauchungen und Streckungen laufen dann als Wellen durch das Universum. Innerhalb dieser Stauchungen und Streckungen der Raumzeit (Gravitationswellen) verkürzen bzw. verlängern sich Wege und zeitliche Abläufe. Mehrere Detektoren mit (recht)winklig angeordneten LASERn, nehmen diese Veränderung je nach Position auf der Welt oder im All und Winkel unterschiedlich wahr.


www.geo600.uni-hannover.de/physikjahr/gwwellen.html

Du siehst, dass jeder der 3 LASER auf dem Bild die Welle anders wahrnimmt, aus einer anderen Perspektive. (Der linke LASER bekommt eine volle Sinusschwingung ab, der unten-rechts durchläuft nur ein im Wellental und der oben-rechts liegt auf einer ganz verzerrten Kurve. In diesem Fall sollte der linke LASER trotz konstanter Lichtgeschwindigkeit und Strecke schneller durchlaufen, als der LASER unten-rechts,)

Das ist jetzt zwar nicht LIGO oder GEO600 auf der Erde, sondern LISA im ALL, das Prinzip ist aber dasselbe.

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Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 17 Feb 2016 23:20 #2844

Auf dem Bild sind die roten Laserstrahlen gerade dargestellt. Nach meinem Verständnis müssten sie sich (ebenso wie das Raster aus weißen Linien) den Gravitationswellen anpassen. Dann wären sie aber nicht geeignet, diese Wellen zu messen.

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Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 17 Feb 2016 23:57 #2847

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Michael Herrmann schrieb: Auf dem Bild sind die roten Laserstrahlen gerade dargestellt.

Ja, da hinkt die Metapher bzw. die Darstellung. Man könnte es sich auch mit Druckunterschieden eines Gases vorstellen, wo dann Licht durch optisch dickere und dünnere Bereiche geht. Dabei würde sich aber nicht die Geschwindigkeit sondern die Richtung des Lichtes verändern, womit diese Metapher auch hinkt... Beklebe einen normal (nicht schlaff, nicht übermäßig prall) aufgepusteten Luftballon mit zwei gegenüberliegenden Spiegeln, deren Abstand permanent vermessen wird und setze diesen Luftballon leichten Temperaturschwankungen aus... Hinkt auch, weil es sich zu weit von der Realität entfernt.

Michael Herrmann schrieb: Nach meinem Verständnis müssten sie sich (ebenso wie das Raster aus weißen Linien) den Gravitationswellen anpassen. Dann wären sie aber nicht geeignet, diese Wellen zu messen.

Wenn die roten Strahlen sich dem weißen Raster anpassten, wären sie nicht mehr gleich lang. Es würde der linke Strahl 1,5 Cosinusschwingungen durchlaufen, der unten-rechts nur eine und der Strahl oben-rechts würde eine Sinusschwingung durchlaufen.

Du kannst aber auch ein Dreieck aus drei Schnüren auf eine absolut ruhige Wasseroberfläche legen und dann an einer Stelle Wellen erzeugen. Die Wellen beeinflussen jede Schnur zu einer bestimmten Zeit anders als die anderen (solange der Wellenursprung nicht im Zentrum eines gleichschenkligen Dreiecks aus diesen Schnüren liegt).

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Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 18 Feb 2016 01:26 #2850

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Michael Herrmann schrieb: Nach meinem naiven Verständnis ist die Dehnung / Kontraktion des Raums durch Gravitationswellen so grundlegend, dass auch der Lichtstrahl, der sie messen soll, davon beeinflusst wird. Denn die Welle "bewegt" ja nicht nur die Testmasse, sondern durchläuft den gesamten Raum, auch die beiden Schenkel, in denen die Laserstrahlen laufen. Das "Lineal", mit dem wir messen, wird quasi mit den zu messenden Längenänderungen ebenfalls kürzer bzw. länger. Das Messergebnis wäre: Null. Die Auslöschung am Detetktor bliebe perfekt, egal aus welcher Richtung die Gravitationswelle kommt. Das würde eine prinzipielle Untauglichkeit dieser Methode (LIGO, GEO600) bedeuten. Daran würde auch die rechtwinklige Anordnung zweier Messstrahlen nichts ändern.

Es existieren mehrere Messeinrichtungen an verschiedenen Orten und sie bestehen aus min. 2 "Linealen", die in einem Winkel zu einander angeordnet sind. Die verschiedenen Orte stehen auch in sehr unterschiedlichen Winkeln zu einander. Aufgrund dessen treffen die Wellen ebenfalls in unterschiedlichen Winkeln auf die Messeinrichtungen und sogar auf die einzelnen Lineale. Somit zeigt ein "Lineal" einer Messeinrichtung eine andere Länge bzw. Längenabweichung als das andere "Lineal" derselben Messeinrichtung oder eben andere Messeinrichtungen zum selben Zeitpunkt.

Sonst hilft dir das vielleicht noch:



www.einstein-online.info/vertiefung/GW_Wellen?set_language=de

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Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 18 Feb 2016 13:01 #2855

Danke! Wie man sieht, ist es schwer, eine passende Analogie zu finden. Aber deine Überlegungen gehen in die Richtung, die ich meine. Im Beispiel mit den Schnüren auf dem Wasser ist die Unmöglichkeit der Messung bereits fest eingebaut, denn ihre Länge bleibt ja konstant.
Die Animation hilft. Allerdings könnte man auf die Idee kommen, dass lediglich Partikel im Raum schwingen. Es ist aber der Raum selbst.
Der Knackpunkt ist, dass wir selbst und alles, was uns zugänglich ist (m.E. eben auch das Licht!) ebenfalls deformiert werden.

Lustiges Beispiel: Die Figur in einem Computerspiel merkt nicht, ob das Spiel auf einem großen oder einem kleinen Bildschirm gespielt wird. Sie hätte keine Möglichkeit, das rauszubekommen, selbst wenn sie sehr intelligent wäre. Selbst einen groben Schlag auf den Bildschirm (Gravitationswellen!) würde sie nicht spüren ;)

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Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 18 Feb 2016 13:09 #2856

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Michael Herrmann schrieb: @ck.Pinhead
Danke! Wie man sieht, ist es schwer, eine passende Analogie zu finden. Aber deine Überlegungen gehen in die Richtung, die ich meine. Im Beispiel mit den Schnüren auf dem Wasser ist die Unmöglichkeit der Messung bereits fest eingebaut, denn ihre Länge bleibt ja konstant.

Jain, der Knackpunkt ist das jede Schnurr zu jeder Zeit anders beeinflusst wird, was messbar ist und daraus lässt sich das Gesamtbild berechnen.

Wenn man dieses Experiment an mehreren Orten auf dem Globus durchführt (Nordamerika, Europa, Indien) kann man es sehr genau messen und berechnen und man erkennt den Verlauf der Welle, kann ihren Ursprung errechnen und findet die Quelle. Eine Messung ist also nur aufgrund des Wellenverlaufs, der Schwingung, möglich. Würde sich die gesamte Raumzeit nur krümmen, wäre das für uns nicht messbar. Da sie sich aber in einer Frequenz zwischen zwei Maxima hin und her krümmt, hat sie einen Verlauf, der feststellbar ist.



Michael Herrmann schrieb: Die Animation hilft. Allerdings könnte man auf die Idee kommen, dass lediglich Partikel im Raum schwingen. Es ist aber der Raum selbst.

Könntest du das Universum von außen betrachten, würde es wahrscheinlich so erscheinen. Solche Betrachtungen sind eben immer vom Bezugssystem abhängig.

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Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 18 Feb 2016 13:52 #2858

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Michael Herrmann schrieb: Lustiges Beispiel: Die Figur in einem Computerspiel merkt nicht, ob das Spiel auf einem großen oder einem kleinen Bildschirm gespielt wird. Sie hätte keine Möglichkeit, das rauszubekommen, selbst wenn sie sehr intelligent wäre. Selbst einen groben Schlag auf den Bildschirm (Gravitationswellen!) würde sie nicht spüren ;)

Okay, ist vielleicht ganz witzig, der Vergleich hinkt mir aber an viel zu vielen Stellen :silly:

Den Typen hier mag zwar nicht so, der hat aber immer tolle Animationen:

Das ist vielleicht noch etwas besser:

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Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 18 Feb 2016 14:16 #2859

Mein Zweifel am Ergebnis von LIGO kommt auch noch aus einer zweiten Ecke:
Sie verwenden das Ergebnis von Simulationen als Suchmuster. Sie wissen also schon fast zu genau, wonach sie suchen. Alles andere wird herausgefiltert.
Wenn irgendwo in Amerika eine Tür zuschlägt, könnte das durchaus dem Suchmuster entsprechen. Auch ein kleiner tektonischer Pups könnte zufällig die "richtige" Wellenform erzeugen. In dem Fall könnte das dazu führen, dass alle Observatorien auf der Welt (also 2x LIGO, 1x GEO 600) das Signal in der richtigen Reihenfolge empfangen.
Aber ich denke, sie haben sich nicht umsonst 4 Monate Zeit gelassen, um so etwas auszuschließen ;)

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Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 18 Feb 2016 14:37 #2861

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Michael Herrmann schrieb: Aber ich denke, sie haben sich nicht umsonst 4 Monate Zeit gelassen, um so etwas auszuschließen ;)

Das haben sie. Einstein hatte ja ziemlich genaue Vorgaben geliefert, wonach man suchen müsste. Dann hat man ja die Raumkrümmung durch unsere Sonne bereits nachgewiesen und auf diesem Fundament die Messungen vorgenommen. Ein "tektonischer Pups" von einem Atomradius auf dem Abstand von Erde zu Sonne hat keine globalen Auswirkungen, weniger als die "Tür". Er würde auch keine Zeitänderung von einer Sekunde in 100 Jahren verursachen.

Ich finde das Bild noch schön, man beachte die blauen Pfeile:

www.hap-astroteilchen.de/aktuelles-2016.php#block522

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Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 18 Feb 2016 15:51 #2862

Ich meine die zuschlagende Tür oder Geräusche aus dem Erdinneren keineswegs metaphorisch, sondern ganz wörtlich. Natürlich geht es dabei nicht um Gravitationswellen, sondern um Störungen, mit denen das Observatorium ständig überflutet wird. Wenn eine solche Störung dem Suchmuster entspricht, könnte sie versehentlich als Gravitationswelle interpretiert werden.

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Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 18 Feb 2016 16:06 #2864

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Michael Herrmann schrieb: Ich meine die zuschlagende Tür oder Geräusche aus dem Erdinneren keineswegs metaphorisch, sondern ganz wörtlich. Natürlich geht es dabei nicht um Gravitationswellen, sondern um Störungen, mit denen das Observatorium ständig überflutet wird. Wenn eine solche Störung dem Suchmuster entspricht, könnte sie versehentlich als Gravitationswelle interpretiert werden.

Ich meinte es auch wörtlich: Ein "tektonischer Pups" von einem Atomradius auf dem Abstand von Erde zu Sonne hat keine globalen Auswirkungen, weniger als die "Tür". Er würde auch keine Zeitänderung von einer Sekunde in 100 Jahren verursachen. (Die Gänsefüßchen sollten nur den Bezug zu deiner vorherigen Aussage herstellen, diese aber nicht metaphorisieren.)

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Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 21 Feb 2016 10:49 #2966

Ein dritter Grund für Zweifel am LIGO-Ergebnis liegt auf der Hand: Wissenschaftliche Experimente oder Messungen sollten wiederholbar sein - möglichst an anderen Orten, von anderen Menschen. Das ist in diesem Fall (zumindest im Moment) nicht möglich. Die Einzigen, die die Ergebnisse widerlegen könnten, sind die Forscher am LIGO selbst.
Da ist eine Menge Ehrgeiz und Psychologie im Spiel, kann ich mir vorstellen. Keine gute Basis für tragfähige Ergebnisse.
So - genug auf die Spaßbremse getreten! Ich hoffe, diese Diskussion geht weiter!

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Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 21 Feb 2016 11:31 #2967

An einer Stelle möchte ich auch Zweifel anmelden (reines Bauchgefühl). Dass Ereignisse selten sind, die derartige Gravitationswellen zu uns schicken, liegt auf der Hand. Dies kann man den Forschern nicht zum Vorwurf machen.

Was mir aber komisch vorkommt ist, dass das einmalige Ereignis gerade eine Signifikanz von 5,1 aufweist. Wären es nur 4,9, wäre es keine Publikation und somit auch kein Nobelpreis. Hier hoffe ich und gehe auch davon aus, dass unabhängige Gruppen diese Signifikanz nochmal genau überprüfen, bevor die Forscher ihren (bei positiver Überprüfung dann) verdienten Nobelpreis in Empfang nehmen.

Nicht extra gekennzeichnete Beiträge sind normale private Beiträge. Sie sollten genauso diskutiert und kritisiert werden wie alle anderen Beiträge auch.

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Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 21 Feb 2016 15:25 #2974

Liebe Freunde der Gravitationswellen, gerade hab ich den neuen Tutorial-Beitrag zu diesem Thema online gestellt (im Downloadbereich).
Ich hoffe darin viele Fragen der letzten Woche zu beantworten.

1. Wie entsteht eine Gravitationswelle?
2. Mit welcher Geschwindigkeit breiten sich Gravitationswellen aus und werden sie dabei von Masse beeinflusst?
3. Kann man mit einem Interferometer Gravitationswellen (Störungen der Metrik) messen, oder kürzen sich die Effekte der Laufzeitverkürzung des Lasers durch gleichzeitige Änderungen von Raum und Zeit?
4. Wie kann man das Signal aus dem Hintergrundrauschen mit einer Signifikanz von 5 σ (Sigma) isolieren?
5. Wie bestimmt man die Entfernung der Quelle?
6. Wie rekonstruiert man, dass es sich um verschmelzende Schwarze Löcher mit bestimmten Massen handelte?

Dann schaun wir mal...
Folgende Benutzer bedankten sich: Michael Herrmann, Merilix

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Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 22 Feb 2016 09:21 #2990

herr gaßner, warum im downloadbereich? es gibt doch für tutorials eigen eigenen punkt ;o
und der link geht übrigens nicht (404).

live must be a preperation for the transition to another dimension.

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Letzte Änderung: von Ferdi Runge. Begründung: nachtrag (Notfallmeldung) an den Administrator

Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 22 Feb 2016 11:43 #2996

Wir haben gestern einen neuen Menüpunkt "Tutuorials" hinzugefügt. Bislang hatten wir nur einzelne Tutorialbeiträge, aber mittlerweile ist ein eigener Menüpunkt gerechtfertigt. Ich hoffe, dass die Beiträge damit mehr wahrgenommen werden. Sie sollen einen zusätzlichen Baustein liefern für all diejenigen, die sich mehr fachlichen Tiefgang wünschen.
P.S.: Der Link hat nur für wenige Minuten nicht funktioniert, während der Umstellungen...
Folgende Benutzer bedankten sich: ClausS, Emanrov

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Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 22 Feb 2016 19:25 #3002

Lieber Herr Gaßner,
vielen dank für Ihre Antwort! Insbesondere für Punkt 3 (der ja quasi gleichbedeutend mit dem Thema dieser Diskussion ist).
Ich würde sehr gern Ihrer mathematischen Argumentation folgen. Aber ich bin leider nicht ansatzweise in der Lage dazu. Im ersten Teil ahne ich noch, dass es um die Ausdehnung der Störung in verschiedenen Raumrichtungen geht und die Welle als Transversalwelle identifiziert wird. Im zweiten Teil muss ich komplett passen.
Vielleicht ist es möglich, zu jeder Zeile Mathematik einen kurzen Kommentar zu schreiben, damit der Laie wenigstens eine Chance hat, zu folgen?
Sie sagen es gleich zu Anfang:
Es bleibt eine Nettoverkürzung des Lichtlaufweges, mit anderen Worten: Die Messung ist möglich.
Wenn es eine Transversalwelle ist, müsste das Ergebnis wohl am deutlichsten ausfallen, wenn die Welle von unten oder von oben kommt?
Aus dem zweiten Teil Ihrer Rechnung ergibt sich offenbar der Mechanismus, der zu der "Nettoverkürzung" führt?
Ich würde gern verstehen, wie es dazu kommt.
Peter Saulson, einer der Väter des LIGO, räumt ebenfalls ein, dass Materie und Licht von der Störung betroffen sind ("Lecture to detectors"). Dass eine Messung trotzdem möglich ist, begründet er offenbar anders als Sie:

"Argument above proves that there is no
instantaneous response to a gravitational wave.
But we don´t just care about the instantaneous
response. We can wait."

Irgendwie soll hier "new light" helfen, die Verkürzung doch zu messen - nachdem die Welle durch ist!
Das habe ich noch nicht verstanden.

In den Erklärungen, die ich bis jetzt gelesen (und verstanden) habe, finden sich Fehler. Sie führen m.E. zu Ungereimtheiten wie Verletzungen der Lichtgeschwindigkeit, Farbänderungen des Laserlichts oder sie setzen einen Beobachter voraus, der von der Störung nicht betroffen ist.
Voraussetzung für eine Messung ist, dass das Licht der Störung der Metrik entkommt, um uns davon zu erzählen. Aber Licht ist doch geradezu definiert durch die Metrik?
Dass Materie und Licht von der Störung der Metrik in verschiedener Weise betroffen sind, passt einfach nicht in mein Weltbild. Ich kann mir nicht vorstellen, dass der Raum irgendwie "schlampig" mit seinen Zutaten umgeht.
Eine Aussage von Ihnen habe ich allerdings sofort verstanden: Wenn schwarze Löcher miteinander verschmelzen - immer eine Armlänge Abstand halten! Ich werde das berücksichtigen ;)

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Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 22 Feb 2016 21:34 #3005

Ist Ihr Zweifel eigentlich rhetorischer Natur oder zweifeln Sie wirklich??

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Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 23 Feb 2016 10:09 #3054

Nein, das ist keine rhetorische Frage. Mein Zweifel an der Messung ist so echt wie die Gravitationswelle, nur größer (ungefähr 5x10-1) ;)

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Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 23 Feb 2016 10:54 #3057

Michael Herrmann schrieb: Nein, das ist keine rhetorische Frage. Mein Zweifel an der Messung ist so echt wie die Gravitationswelle, nur größer (ungefähr 5x10-1) ;)


Bewusst paradox? Wenn ihr Zweifel so groß wie die Gravitationswelle ist, dann muss es diese ja geben. Denn wenn es diese nicht gibt, hat die Gravitationswelle keine Größe und sie damit keinen Zweifel. Kann sein dass ich auch einfach Ironie übersehen habe...
Viele Grüße,
Nirusu

"Wir stehen selbst enttäuscht und sehn betroffen
Den Vorhang zu und alle Fragen offen"
- Berthold Brecht, Der Gute Mensch von Sezuan

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"Wir stehen selbst enttäuscht und sehn betroffen
Den Vorhang zu und alle Fragen offen"
- Berthold Brecht, Der Gute Mensch von Sezuan

Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 23 Feb 2016 17:48 #3067

Ich finde Ihre Frage, ob Licht und Materie unterschiedlich von der Störung der Metrik betroffen sind interessant. Ich würde jetzt aus dem Bauch heraus vermuten, dass Licht und Materie auf eine Störung der Metrik untesrchiedlich reagieren. Grund 1: Störung der Metrik bedeutet ja dass ein "Vibrieren" von Energie/Masse stattgefunden hat. Das ist aber nicht der eigentliche Grund sondern nur eine Vorbereitung auf Grund 2: Wenn man bedenkt, dass die ART eine Verfeinerung von Newtons Theorie ist und man auf dieser Gedankenlinie sich nun einfach im newtonschen bild einfach mal vorstellt, was bei dem Versuchsaufbau LIGO passieren würde, wenn plötzlich eine riesige Masse auftaucht und wieder verschwindet (Also so als Energieimpuls der sich impuls-wellenartig über das Experiment hinwegbewegt). Newton würde doch ganz klar sagen, dass materielle Körper komplett anders reagieren als die ruhemasselosen photonen. Also sollte sich nach newton die Länge der Interferometer-Arme ändern, sodass das Licht dann eine verschiedene Laufzeit hat. Aus diesem Grund kann ich mir vorstellen, dass die ART so gestrickt sein muss, dass sich Gravitationswellen (welche ja durch eine Energie/Masse-vibration zustande kommen) auf lichtschnelle teilchen anders auswirken! Die ART widerspricht newton ja nicht komplett sondern ergänzt die theorie bzw. stellt sie auf fundamental andere beine und verfeinert dann die Aussagen. Ich wollte mit diesem Ansatz nicht die Struktur der Raumzeit und die ART in Frage stellen. Die ART kann hier ganz klar die genaueren Antworten liefern. Eine stringente ART-basierte Argumentation kann ich leider ad hoc nicht liefern.
ich weiß, dass die Raum-Zeit Krümmung, die durch den Energie/Impuls-Tensor hervorgerufen wird, den Weg der Photonen beeinflusst und dadurch die eigentlich geraden Linien in der 3D-Vorstellung zu Geodäten der Raum-Zeit werden (Lichtablenkung 1919). Diese sind jedoch weitaus weniger gekrümmt als die Bewegungen materieller körper. Kurzum: ich gehe also davon aus, dass gerade aus dem unterschied heraus wie licht bzw. materie von der gravitationswelle beeinflusst wird, der hauptgrund ist, weshalb es detektiert werden konnte.
Es wäre deshalb gut, wenn ein Profi die obige Frage Frage mal aus Sicht der ART beantworten könnte. Die Physik sollte hier ja eine klare antwort liefern können ohne Raum für spekulationen zu lassen. Vielen Dank schon mal im Vorraus:-)

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Kann man überhaupt mit Licht Gravitationswellen detektieren? 26 Feb 2016 00:07 #3197

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Ich habe mal irgendwo aufgeschnappt, dass die Bahn des Merkurs bei jedem Sonnenumlauf, nämlich wenn er der Sonne am nächsten ist, durch Gravitationswellen beeinflusst wird und sich etwas verschiebt bzw. hatte Einstein dies wohl durch Gravitationswellen erklärt. Ist da etwas dran?

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