Gravitationswellen: Neuer Detektor aLIGO wird eingeweiht

FrankSpecht

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Dann bräuchte man aber auch eine dritte Raumrichtung. Da 4km in den Boden bohren wohl mit Problemen verbunden sein dürfte, müsste so ein Detektor zusätzlich z.B in Europa stehen.
Ja, das wissen die Leute auch und es steht sogar in einem der - in den vorherigen Posts - verlinkten Artikel.
Aber auch mit nur zwei benachbarten Detektoren kann man grob schon den Himmelsbereich angeben - steht auch da irgendwo.

PS: Im Post #59 von Herrn Senf befindet sich der Artikel:
If we had a third detector, we could triangulate the source of the signal. That will be possible later this year, when the VIRGO experiment in Cascina, Italy, comes online. But with only the twin detectors, the best we can do is gesture vaguely toward a region of the sky.
 
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DELTA3

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Hallo Bernhard + MAC,

Na ja, ich denke, die RT hat man jetzt schon X-mal getestet und die Gravitationswellen werden auch da sein, aber bringt das was Neues?
Zusätzlich kann man scheinbar die Geschwindigkeit der G-Wellen messen. Ferner weiß man bei einem Nachweis, dass G-Wellen den Raum weitgehend ungedämpft durchqueren.
Kann die Ausbreitungsgeschwindigkeit der G-Wellen anders sein als bei elektromagnetischen Wellen oder Licht?
Was die Dämpfung betrifft, da könnte man sich schon mal überlegen, was mit der G-Welle passiert, wenn sie durch ein supermassereiches SL einer Galaxie durchgeht... aber welche Erkenntnisse bringt das? Hat so eine G-Welle irgendeine Auswirkung auf die Raumzeit oder das Universum?

Es wird damit unter anderem auch die Hoffnung verbunden, Informationen über Teile des Ablaufs des Urknalls zu erlangen, die für sichtbares Licht ‚hinter‘ dem ‚Vorhang‘ der Hintergrundstrahlung verborgen sind.

Glaubt man da wirklich ein Gravitationswellenecho des Urknalls zu finden? Ist da die G-Welle nicht schon längst durchgelaufen und vergangen? Ausserdem wird sie sich ja wie jede Welle umgekehrt zum Quadrat der Entfernung abschwächen und nicht mehr messbar sein. In welcher Richtung sollte man den Urknall dann suchen?

Auch wären diese Tests, wenn sie erfolgreich sind, ein wichtiger Meilenstein hin zu einem weltraumgestützten G-Wellendetektor mit einer sehr großen Basislinie https://de.wikipedia.org/wiki/Laser_Interferometer_Space_Antenna

Ja, sicher, aber wozu?

Freundliche Grüße
Delta3
 

FrankSpecht

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Ja, sicher, aber wozu?
Es geht letztendlich darum, an Information zu Eigenschaften der Materie zu gelangen, die uns auf anderem Wege nicht erreichen kann - Grundlagenforschung.
Wichtig ist, dass so gut wie alle astronomischen Objekte für Gravitationswellen "durchsichtig" sind.
aus: http://www.einstein-online.info/einsteiger/gravWellen/gwAstronomie

PS: Genauso gut könntest du fragen, was es uns bringt, das Universum mit optischen oder Radio-Teleskopen zu beobachten.
 
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Kibo

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Clifford Burgess schrieb:
the bh masses were 36 and 29 solar masses initially and 62 at the end
Wo sind die 3 Sonnenmassen Verlust hingekommen? War das nur Strahlung und Gravitationswellen oder wirklich Materie, die den Ereignishorizont verlassen konnte!?

mfg
 

TomS

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... ich denke, die RT hat man jetzt schon X-mal getestet und die Gravitationswellen werden auch da sein, aber bringt das was Neues?
Zunächst mal muss man theoretisch berechnete Phänomene experimentell prüfen, das verlangt die wissenschaftliche Methode.

Bisher hat man Gravitationswellen nur sehr indirekt nachweisen können; von aLIGO o.a. erwartet man spezifischere Aussagen für unterschiedliche Quellen, also Spektrum, Polarisation u.a.

Auch alternative bzw. verallgemeinerte Gravitationstheorien (die man z.B. als Alternative zur DM untersucht) sagen Gravitationswellen voraus, allerdings andere Spektren oder Polarisationen; nach der ART existieren nur zwei transversale Quadrupole, nach alternativen Theorien dagegen auch longitudinale Polarisation, Dipole o.a.; man kann also die zulässigen Gravitationstheorien einschränken.

Kann die Ausbreitungsgeschwindigkeit der G-Wellen anders sein als bei elektromagnetischen Wellen oder Licht?
Nach der ART ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit gleich c (wobei dies nicht speziell die Lichtgeschwindigkeit sondern eine universelle Grenzgeschwindigkeit ist).

Was die Dämpfung betrifft, da könnte man sich schon mal überlegen, was mit der G-Welle passiert, wenn sie durch ein supermassereiches SL einer Galaxie durchgeht ...
Ich denke, man sollte hier weniger von einer Dämpfung als von einer Streuung sprechen. Dämpfung würd eher bei großen Materieverteilungen wie einer ganzen Galaxie zutreffend.

Glaubt man da wirklich ein Gravitationswellenecho des Urknalls zu finden?
So wie ich das sehe nicht mit aLIGO, jedoch potentiell mit anderen Methoden. Im Bild enthält der "stochastic background" dieses Echo.

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Gra..._astrophysical_gravitational-wave_sources.png

Ist da die G-Welle nicht schon längst durchgelaufen und vergangen? Ausserdem wird sie sich ja wie jede Welle umgekehrt zum Quadrat der Entfernung abschwächen und nicht mehr messbar sein. In welcher Richtung sollte man den Urknall dann suchen?
Da der Urknall "überall" stattgefunden hat, kann man sein Echo heute in jeder Richtung sehen, so wie bei der kosmischen Hintergrundstrahlung auch. Natürlich findet eine Abschwächung statt, aber das ist in den Rechnungen berücksichtigt. Ich denke, es sollte zukünftig möglich sein, zwischen verschiedenen Modellen bzgl. Urknall, ekpyrotischen Universum etc. zu unterscheiden. Bzgl. der Topologie des Universums bin ich nicht sicher, ob dies grundsätzlich in Reichweite ist.

Jedenfalls liefert die "Gravitationswellenastronomie" eine Alternative zu herkömmlichen Methoden, teilweise sogar einen direkteren Zugang.
 
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DELTA3

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Danke, dass ihr auf meine etwas "ketzerischen" Bemerkungen eingegangen seid! Ich mache mir ja nur Gedanken zum Nutzen der ganzen Sache, vielleicht ist man da ja auch nur auf Fördermittel aus...

Genauso gut könntest du fragen, was es uns bringt, das Universum mit optischen oder Radio-Teleskopen zu beobachten.

Das ist ganz bestimmt nicht vergleichbar! Willst du mich in die Ecke wissenschaftlicher Ignoranten stellen?

Zunächst mal muss man theoretisch berechnete Phänomene experimentell prüfen, das verlangt die wissenschaftliche Methode.

Das ist ok, aber würdest du das gleich als "Gravitationswellenastronomie" bezeichnen?

Bisher hat man Gravitationswellen nur sehr indirekt nachweisen können; von aLIGO o.a. erwartet man spezifischere Aussagen für unterschiedliche Quellen, also Spektrum, Polarisation u.a.

Dazu müsste man die Quellen erst mal lokalisieren und isolieren können.

So wie ich das sehe nicht mit aLIGO, jedoch potentiell mit anderen Methoden. Im Bild enthält der "stochastic background" dieses Echo.
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Gra..._astrophysical_gravitational-wave_sources.png

Danke für den Link. Sehr aufschlussreich, man sieht, dass die Spektren der verschiedenen Anordnungen doch sehr eingeschränkt sind.

Da der Urknall "überall" stattgefunden hat, kann man sein Echo heute in jeder Richtung sehen, so wie bei der kosmischen Hintergrundstrahlung auch.

Glaubst du wirklich, dass es ein Gravitationswellenecho des Urknalls gibt?

Jedenfalls liefert die "Gravitationswellenastronomie" eine Alternative zu herkömmlichen Methoden, teilweise sogar einen direkteren Zugang.

Bis jetzt kann man das wohl nicht als 'Gravitationswellenastronomie' bezeichnen und es ist bestimmt keine Alternative, sondern allenfalls eine Ergänzung zu den herkömmlichen (heutigen) Methoden, die ein Vielfaches an Informationen liefern.

Gruß, Delta3
 

Ich

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Dann bräuchte man aber auch eine dritte Raumrichtung. Da 4km in den Boden bohren wohl mit Problemen verbunden sein dürfte, müsste so ein Detektor zusätzlich z.B in Europa stehen.
Da das noch nicht angesprochen wurde: Man braucht einen dritten Detektor, keine dritte Raumrichtung. Der kann stehen wo er will, es sollten nur nicht alle auf einer Linie sein. Bzw., wie es mal ein Professor formulierte: wir wählen drei Punkte, beliebig, aber nicht blöd.
Die einzelnen Detektoren haben zwar eine richtungsabhängige Empfindlichkeit, können aber keine Richtungen erkennen.
 

ralfkannenberg

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Da das noch nicht angesprochen wurde: Man braucht einen dritten Detektor, keine dritte Raumrichtung. Der kann stehen wo er will, es sollten nur nicht alle auf einer Linie sein. Bzw., wie es mal ein Professor formulierte: wir wählen drei Punkte, beliebig, aber nicht blöd.
Mit dem Konzept der "linearen Unabhängigkeit" kommt man hier zwanglos weiter.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

ralfkannenberg

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Das ist ganz bestimmt nicht vergleichbar! Willst du mich in die Ecke wissenschaftlicher Ignoranten stellen?
Hallo delta3,

wieso ist das nicht vergleichbar ? - Man sollte doch jede Möglichkeit nutzen, zu wissenschaftlicher Erkenntnis zu gelangen. Und Licht kann beispielsweise durch ein nicht durchsichtiges Objekt abgeschirmt werden, Neutrinos beispielsweise kaum und Gravitationswellen gar nicht.

Das ist ok, aber würdest du das gleich als "Gravitationswellenastronomie" bezeichnen?
Davon sind wir natürlich noch weit entfernt, aber es wäre natürlich wunderbar, einen solchen Zugang zu haben.

Dazu müsste man die Quellen erst mal lokalisieren und isolieren können.
Das Problem hatte man in den 1960iger Jahren bei den Radioteleskopen auch.

Glaubst du wirklich, dass es ein Gravitationswellenecho des Urknalls gibt?
Seit wann hat Naturwissenschaft mit "Glauben" zu tun ? Zudem war beim Urknall doch ziemlich viel Masse irgendwie involviert !

Bis jetzt kann man das wohl nicht als 'Gravitationswellenastronomie' bezeichnen und es ist bestimmt keine Alternative, sondern allenfalls eine Ergänzung zu den herkömmlichen (heutigen) Methoden, die ein Vielfaches an Informationen liefern.
Bis jetzt ja, da hast Du recht.

Aber unabhängig davon, ob man eine 'Gravitationswellenastronomie' betreiben kann ist der direkte Nachweis der Gravitationswellen schon essentiell. Allein schon deswegen, weil man die Theorien umformulieren müsste, sollte sich völlig wider Erwarten herausstellen, dass es keine Gravitationswellen gibt und die Phänomene, die Gravitationswellen nahelegen, in Wirklichkeit andere Ursachen haben.

Ich verweise da immer wieder gerne auf Sterne wie Sirius B oder 40 Eridani B, die als sonnennahe Sterne eigentlich aufgrund ihrer scheinbaren Helligkeit hätten eher kühle Rote Zwergsonnen sein müssen. Doch als es dann möglich war, von diesen leuchtschwachen Sternen Spektren zu gewinnen, entpuppten sie sich völlig wider Erwarten als weisse und sehr heisse Sterne, zu denen sich mit dem Stern "Maanen 2" kurze Zeit später noch ein drittes Exemplar gesellte. Also nicht nur ein bisschen anders, sondern auf der völlig anderen Seite vom Spektum !


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Herr Senf

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Mein "Insider" hat mir gerade vorgelesen:

es gibt eine fünfte Pressekonferenz MGU + Rambler&Co.
Moskau und Nishni Nowgorod wissen schon Bescheid,
Collaberation ist "breit" aufgestellt ...
 

DELTA3

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Hallo Ralf,
Genauso gut könntest du fragen, was es uns bringt, das Universum mit optischen oder Radio-Teleskopen zu beobachten.
Das ist ganz bestimmt nicht vergleichbar! Willst du mich in die Ecke wissenschaftlicher Ignoranten stellen?

wieso ist das nicht vergleichbar ? - Man sollte doch jede Möglichkeit nutzen, zu wissenschaftlicher Erkenntnis zu gelangen.

Weil es hier nicht um Beobachtungen geht, sondern um den Nachweis von Gravitationswellen und Specht mir provozierend unterstellt, dass ich den wissenschaftlichen Wert der Beobachtung mit optischen und Radio-Teleskopen leugne.

Seit wann hat Naturwissenschaft mit "Glauben" zu tun ? Zudem war beim Urknall doch ziemlich viel Masse irgendwie involviert !

Jetzt wirst du aber auch provozierend! Na ja, man könnte das Verb 'glauben' auch durch 'denken' ersetzen, wenn du meinst, dass es dann wissenschaftlicher klingt....
Natürlich war beim Urknall ziemlich viel Masse involviert, die ist ja nicht verschwunden und auch heute noch um uns herum. Aber der Urknall war ja ein einmaliger Event und meine Frage zielte darauf, ob von der damaligen Gravitations-Wellenfront heute noch etwas zu beobachten wäre, es ist ja schon ziemlich lange her und es gab seither keinen 'Nachschub'.

Beste Grüße, Delta3
 

mac

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Hallo DELTA3

Aber der Urknall war ja ein einmaliger Event und meine Frage zielte darauf, ob von der damaligen Gravitations-Wellenfront heute noch etwas zu beobachten wäre, es ist ja schon ziemlich lange her und es gab seither keinen 'Nachschub'.
Man wird, wenn überhaupt, Gravitationswellen aus der Zeit des Urknalls nur mit 'Teleskopen' geeigneter Basislänge beobachten können.

Das Ganze hat aber nix zu tun mit 'keinem Nachschub'. So wie uns heute immer noch Licht aus der Rekombinationsära erreicht, obwohl die schon 13,8 Milliarden Jahre her ist,erreichen uns heute auch noch Gravitationswellen aus der Zeit des Urknalls (wenn es sie denn gibt)

Ist das aussendende Ereignis zum Zeitpunkt des Sendens ausreichend weit weg von uns gewesen, dann haben uns die Signale von dort immer noch nicht erreicht.

Herzliche Grüße

MAC
 

TomS

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Das ist ok, aber würdest du das gleich als "Gravitationswellenastronomie" bezeichnen?
Es ist ein erster Schritt

Dazu müsste man die Quellen erst mal lokalisieren und isolieren können.
Nicht zwingend, muss man im Falle der kosmischen Hintergrundstrahlung auch nicht, und trotzdem kann man Informationen daraus ableiten. Z.B. wäre es bereits ein Erfolg, ein eindeutiges Muster von z.B. einer Neutronenstern-Kollision zu detektieren, selbst wenn keine Lokalisierung möglich ist. Aber die Experimente haben sogar ein "Frühwarnsystem", um nach einer Detektion andere Teleskope (optisch, Röntgen, Radio) zur Durchmusterung hinzuzuziehen.

Glaubst du wirklich, dass es ein Gravitationswellenecho des Urknalls gibt?
Ja, weil ich den Rechnungen der Experten glaube, und weil das auch für andere Methoden als Basis dient. Z.B. ist das Multipolspektrum der kosmischen Hintergrundstrahlung lediglich ein sekundärer Effekt, primär sind Gravitationswellen bzw. deren Frequenzen / Multipole sowie Polarisation.

Bis jetzt kann man das wohl nicht als 'Gravitationswellenastronomie' bezeichnen und es ist bestimmt keine Alternative, sondern allenfalls eine Ergänzung zu den herkömmlichen (heutigen) Methoden, die ein Vielfaches an Informationen liefern.
Um später mal ein Teleskop zu bauen, muss man die Idee halt vorher mal mit einer Lupe ausprobiert haben, oder? Und ja, jede neue Methode in der Astronomie ist eine Ergänzung.
 

TomS

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Weil es hier nicht um Beobachtungen geht, sondern um den Nachweis von Gravitationswellen ...
Doch, es geht um Beobachtung!

Von der aLIGO-Homepage:

The Advanced LIGO interferometers proposed here promise an improvement over initial LIGO in the limiting sensitivity by more than a factor of 10 over the entire initial LIGO frequency band. It also increases the bandwidth of the instrument to lower frequencies (from ~40 Hz to ~10 Hz) and allows high-frequency operation due to its tunability. This translates into an enhanced physics reach that during its first several hours of operation will exceed the integrated observations of the 1 year LIGO Science Run. These improvements will enable the next generation of interferometers to study sources not accessible to initial LIGO, and to extract detailed astrophysical information. For example, the Advanced LIGO detectors will be able to see inspiraling binaries made up of two 1.4 M neutron stars to a distance of 300 Mpc, some 15x further than the initial LIGO, and giving an event rate some 3000x greater. Neutron star - black hole (BH) binaries will be visible to 650 Mpc; and coalescing BH+BH systems will be visible o cosmological distance, to z=0.4. The existence of gravitational waves is a crucial prediction of the General Theory of Relativity, so far unverified by direct observation. Although the existence of gravitational radiation is not a unique property of General Relativity, that theory makes a number of unambiguous predictions about the character of gravitational radiation. These can be verified by observations with LIGO. These include probes of strong-field gravity associated with black holes, high-order post-Newtonian effects in inspiraling binaries, the spin character of the radiation field, and the wave propagation speed.
The gravitational wave "sky" is entirely unexplored. Since many prospective gravitational wave sources have no corresponding electromagnetic signature (e.g., black hole interactions), there are good reasons to believe that the gravitational-wave sky will be substantially different from the electromagnetic one. Mapping the gravitational-wave sky will provide an understanding of the universe in a way that electromagnetic observations cannot. As a new field of astrophysics it is quite likely that gravitational wave observations will uncover new classes of sources not anticipated in our current thinking.

... und meine Frage zielte darauf, ob von der damaligen Gravitations-Wellenfront heute noch etwas zu beobachten wäre, es ist ja schon ziemlich lange her und es gab seither keinen 'Nachschub'.
Ja. Die Berechnungen und die verlinkte Graphik sagen genau das aus (wobei das eben nicht relevant ist für aLIGO).
 

FrankSpecht

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Moin,
Weil es hier nicht um Beobachtungen geht, sondern um den Nachweis von Gravitationswellen und Specht mir provozierend unterstellt, dass ich den wissenschaftlichen Wert der Beobachtung mit optischen und Radio-Teleskopen leugne.
Na ja, ganz so drastisch hätte ich das jetzt nicht formuliert, aber du bringst eines auf den Punkt:
- Beobachtungen durch optische und Radio-Teleskope sind deiner Meinung nach wissenschaftlich wertvoll.
- Beobachtungen durch Gravitationswellen-Teleskope (bzw. deren Vorstufen) sind deiner Meinung nach hinterfragenswert.

Dann muss ich ja weiter provozieren und dich fragen, was denn eine Beobachtung durch ein Radioteleskop bringt?
Beobachten im Sinne von "mit dem menschlichen Auge sehen" kann man da ja auch erstmal nichts. Das akzeptierst du?
Man kann Radiowellen nachweisen und aufzeichnen, und die Messung meinetwegen "beobachten". Auf nichts anderes wollte ich hinaus.

Besser so? ;)

PS: Ich hoffe nicht, dass wir hier eine Grundsatzdiskussion über den Begriff "Beobachtung" führen müssen.
 
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DELTA3

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Hi Tom,

Von der aLIGO-Homepage:

Das ist ja ein super Werbetext! Das hätte ich auch so geschrieben, wenn ich der Erbauer dieses Detektors gewesen wäre! Besonders fantastisch finde ich den zweiten Absatz. Faszinierend ist hier die Aussage:

Mapping the gravitational-wave sky will provide an understanding of the universe in a way that electromagnetic observations cannot.

Hochachtung! Wenn man bedenkt, welche Winkelauflösung und Empfindlichkeit für das Mapping des CMB durch COBE und PLANK notwendig waren!

Ich bin wirklich gespannt, was davon einmal realisiert werden kann und ob man mit aLIGO die Gravitationswellen tatsächlich nachweisen kann.

Beste Grüße, Delta3
 

FrankSpecht

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Nun ja,
mit diesem Post hast du dich selbst zum Wissenschaftsleugner gestempelt.
Sorry, nicht mein Verdienst :rolleyes:
 

DELTA3

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Moin Frank, da haben sich unsere Posts jetzt überschnitten. Obwohl es schon spät ist, will ich dir noch kurz antworten. Das mit der Provokation war nicht so ernst gemeint, dass du es als 'drastisch' empfinden müsstest!


- Beobachtungen durch optische und Radio-Teleskope sind deiner Meinung nach wissenschaftlich wertvoll.
Ich hoffe doch, deiner Meinung nach auch!

- Beobachtungen durch Gravitationswellen-Teleskope (bzw. deren Vorstufen) sind deiner Meinung nach hinterfragenswert.
Zunächst ging es ja erst mal nur um den Nachweis der Gravitationswellen, eine Beobachtung steht ja wohl noch in weiter Ferne. Und ich habe nur gefragt, welche neuen Erkenntnisse dieser Nachweis bringen könnte. Ist das deiner Meinung nach frevelhaft?

Dann muss ich ja weiter provozieren und dich fragen, was denn eine Beobachtung durch ein Radioteleskop bringt?
Beobachten im Sinne von "mit dem menschlichen Auge sehen" kann man da ja auch erstmal nichts. Das akzeptierst du?
Man kann Radiowellen nachweisen und aufzeichnen, und die Messung meinetwegen "beobachten". Auf nichts anderes wollte ich hinaus.
Willst du jetzt den Begriff "Beobachtung" neu definieren? Nur mit dem menschlichen Auge kann man wohl im Universum kaum etwas beobachten. Nur durch die Beobachtung mit unseren heutigen Mitteln in allen Wellenlängenbereichen sind wir in den letzten (20-30?)Jahren zu unglaublichen Erkenntnissen gekommen. Ob wir diese durch Gravitationswellenastronomie (wenn es die einmal geben sollte) noch erweitern können, wird sich zeigen.

Vielleicht werden wir nach der angekündigten Pressekonferenz heute mehr wissen.

OK, gute Nacht wünscht Delta3
 
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