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Gravitationswellen

Haben Sie auf den Seiten von astronome.info keine Antwort auf Ihre Fragen zu Astronomie und Raumfahrt gefunden (FAQ), so können Sie sie hier stellen!

Moderator: aba

Gravitationswellen

Beitragvon harry » 18.10.2003 22:55

:?: Hallo! Kann jemand den Unterschied zwischen Gravitation und Gravitationswellen erklären?
Gruss harrypotter
harry
 

Beitragvon Bernie » 19.10.2003 00:47

Tja, ich mach' einfach mal den Anfang.
Gravitationswellen sind gewellte Gravitation. :-)
Quatsch. Es gibt keinen Unterschied. Gravitationswellen entstehen dadurch, daß sich massereiche Körper schnell bewegen. Die Gravitation breitet sich aber maximal mit Lichtgeschwindigkeit aus.
Wenn sich nun ein schweres Objekt sehr schnell bewegt, dann ist seine Anziehungskraft nicht sofort ĂĽberall spĂĽrbar, sondern wird wie die Bug-Welle eines Schiffes hinter dem Objekt hergezogen.
Bernie
 

Gravitationswellen

Beitragvon Albert » 19.10.2003 11:09

Hallo

Man könnte noch folgendes anfügen:

- Die Maxwell-Gleichungen für das elektromagnetische Feld lassen elektromagnetische Wellen (Licht, Radiowellen, etc.) als Lösungen zu. Ähnlich lassen die Einsteingleichungen Gravitationswellen als Lösungen zu.
- Die Unbekannten in den Einsteingleichungen sind die Komponenten der Metrik der Raumzeit. Wellenförmig breitet sich in diesen Lösungen also die Metrik der Raumzeit aus (genauer der Unterschied zur flachen Raumzeit). Etwas salopper könnte man sagen, die Krümmung der Raumzeit breitet sich wellenförmig aus. Das ist auch, wie Bernie sagt, die Ausbreitung der Gravitation.
- Wenn man sich die Raumzeit als ein Gummituch mit Vertiefungen bei den Massen vorstellt, sind die Gravitationswellen also wellenförmige Störungen, die die Tuchoberfläche kräuseln.
- Gravitationswellen sind sehr schwach, es braucht extreme Beschleunigungen und Massen um sie merkbar zu erzeugen. Der Energieverlust zB in unserem Sonnensystem ist minimal.
- Interessant ist hier noch das Birkhoff-Theorem. Es sagt, dass ein exakt spärisches Gravitationsfeld im leeren Raum statisch sein muss. Ein sphärisch pulsierendes System (Stern) kann daher keine Gravitationswellen aussenden. Dies entspricht in der Newton’schen Physik der früher hier diskutierten Sache, dass man eine sphärische Masse behandeln kann, als ob die ganze Masse punktförmig im Zentrum läge.

GrĂĽsse
Albert :D
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Gravitationswellen

Beitragvon harrypotter » 19.10.2003 12:44

:) Hallo! Das klingt alles sehr interessant! Es können also Gravitationswellen nur bei grossen Beschleunigungen gemessen werden. Warum würde ein solcher Nachweis Einsteins Relativitätstheorie bestätigen, bzw. kein Nachweis Einsteins Theorie widerlegen?
Gruss harrypotter
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Gravitationswellen Nachweis

Beitragvon Albert » 19.10.2003 18:43

Hallo harrypotter

Wenn die ART stimmt, d.h. wenn die Einsteingleichung stimmt (die den Zusammenhang zwischen Raumzeitgeometrie einerseits und Energie und Masse andererseits beschreibt), dann muss es nach dem frĂĽher Gesagten also Gravitationswellen geben. Vorausgesetzt ist, dass es im Universum Situationen und Ereignisse gibt, die solche Wellen erzeugen, z.B. stark beschleunigte grosse Massen. Das gibt es zB in speziellen Doppelsternen, bei Gravitationskollapsen, etc. Von solchen Ereignissen mĂĽssten also Gravitationswellen zu uns kommen.

Das Problem ist der experimentelle Nachweis (und noch schwieriger, der Nachweis der Nichtexistenz). Die Wellen sind bei uns äusserst schwach und die Messungen werden durch viele Nebeneffekte gestört.

GrĂĽsse
Albert
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Gravitatioswellen

Beitragvon harrypotter » 19.10.2003 20:08

:?: Hallo Albert!
Vielen Dank fĂĽr Deine Informationen!
Ist die Urknalltheorie auch hinfällig, wenn keine Gravitationswellen nachgewiesen werden können?
Gruss harrypotter
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Urknall und Gravitationswellen

Beitragvon Albert » 19.10.2003 20:39

Hallo harrypotter

Ich weiss leider keine präzise und abschliessende Antwort auf Deine Frage. Aufgrund des inflationären Modells für den Urknall sollte ein Gravitationswellenhintergrund vorhanden sein. Wie stark dieser ist, d.h. ob er genügend stark ist, dass es in naher Zukunft möglich sein muss, ihn zu messen, weiss ich nicht.

Wenn man solche Wellen nicht findet, wird man wohl zuerst nach anderen Erklärungsmöglichkeiten suchen. Das Urknallmodell hat ja noch andere Probleme und Unsicherheiten und muss manchmal angepasst werden.
Und ich denke auch, dass die Geometrie der Raumzeit die Propagation stark behindern kann.

Ich suche noch etwas, und wenn ich fündig werde und nicht jemand anderes vorher eine päzisere Antwort gegeben hat, melde ich mich wieder.

GrĂĽsse
Albert
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Suche nach Gravitationswellen

Beitragvon Albert » 20.10.2003 10:54

Hallo harrypotter

Ich habe unterdessen in der leicht zugänglichen Literatur nach Artikeln über das frühe Universum und Gravitationswellen (GW) gesucht.

Die Messung von GW aus dieser Quelle scheint in naher Zukunft nicht aussichtslos, auch wenn man sich bisher eher auf 'nahe' Quellen (Doppelsterne mit schwarzen Löchern, etc.) konzentriert hat.

Ein Problem bei GW kosmologischen Ursprungs ist, dass die Erzeugungsmechanismen nicht völlig klar sind, resp. es verschiedene gibt.
Diese sind auch von den Modellen anhängig.
Somit wird es bez. Deiner ursprünglichen Frage, ob die Feststellung von GW aus dem Urknall die ART bestätigen oder widerlegen kann, wohl noch einen ganze Weile dauern, bis man eine eindeutige Antwort hat.

GrĂĽsse
Albert
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Gravitationswellen

Beitragvon harrypotter » 20.10.2003 15:36

Hallo Albert!
Ja, vielen Dank fĂĽr Deine ausfĂĽhrlichen Informationen! Das ist ja ein neuer Aspekt, dass es verschiedene Ursachen fĂĽr solche Wellen geben kann!
Gruss harrypotter :D
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Beitragvon aqui » 20.10.2003 16:52

jede supernova mĂĽsste gravitationswellen erzeugen, oder?
aqui
 

Supernova

Beitragvon Albert » 20.10.2003 20:55

Ja, wenn es dabei nicht-sphärische Vorgänge gibt. Sonst steht das Birkhoff-Theorem (siehe oben) davor.

Albert
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Re: Gravitationswellen

Beitragvon Layla » 15.04.2018 15:06

Hallo zusammen,

ich bereite gerade ein Referat ĂĽber Gravitationswellen fĂĽr die Uni vor. Kann mir jemand genau sagen, wie viele Gravitationswellen AKTUELL bisher nachgewiesen worden sind??? Folgende Wellen habe ich bisher gefunden:
In den Usa GW150914, GW151226 und GW170104.
GW170608 aber auĂźer dem Namen habe ich dazu leider keine Infos gefunden. Fast genauso GW170817 und GW171016. Dann in Europa die erste: GW170814

Viele GrĂĽĂźe
PS: Über eine sehr schnelle Antwort wäre ich sehr glücklich! ^^ ;-)
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Re: Gravitationswellen

Beitragvon lut_er » 16.04.2018 16:49

Könnte der Urknall nicht auch ein sphärischer Vorgang sein - quasi ohne Nebenwirkungen? Wenn nicht, so gibt es also noch etwas außerhalb unseres Universums?

GrĂĽĂźe Lutz
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Re: Gravitationswellen

Beitragvon Albert » 17.04.2018 06:37

Hallo Lutz

Warum führt ein nicht-sphärischer Urknall zum Vorhandensein von etwas ausserhalb unseres Universums?

GrĂĽsse
Albert
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Re: Gravitationswellen

Beitragvon lut_er » 17.04.2018 14:36

Irgend woher muß ja die Energie kommen, die zu einer Unsymmetrie führt... Ich vermute unser Universum ist ein zugegebenermaßen recht großes schwarzes Loch mit seiner individuellen Raumzeit. Und das interagiert mit seiner Umgebung (Hawkin-Strahlung), was auch zu dessen Vergrößerung führt...

GrĂĽĂźe Lutz
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Re: Gravitationswellen

Beitragvon Albert » 17.04.2018 18:06

Hallo Lutz

Wirklich einverstanden kann ich nicht sein mit dem, was Du sagst.

Unsymmetrie braucht nicht prinzipiell mehr Energie als Symmetrie.
Und vor allem:
Dass das Universum ein Schwarzes Loch ist, ist zurzeit noch Spekulation, eine von vielen Spekulationen.
Selbst wenn wir das einmal annehmen: Die Hawking-Strahlung braucht Fluktuationen eines Vakuums in der Umgebung des Schwarzen Lochs.
Du musst also etwas ausserhalb des Universums annehmen (ein Vakuum); gerade das, was Du ja begrĂĽnden willst.

Viele GRĂĽsse
Albert
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27.01.2015 21:12 Uhr, Arnold Barmettler