Gravitationswellen wurden am 14. September letzten Jahres vom LIGO-Observatorium entdeckt. Veröffentlicht vor einigen Tagen, da die Ergebnisse ausführlich geprüft werden mussten.
Gravitationswellen waren ja die letzte „offene“ Vorhersage der Relativitätstheorie vor über 100 Jahren. Erzeugt werden Gravitationswellen von beschleunigten! Massen wie zB. sich umkreisenden Doppelsternen. Auch die Erde erzeugt durch ihren Umlauf um die Sonne Gravitationswelle mit einer Energie von 200 Watt, eine bessere Glühbirne, und niemals nachweisbar. Da braucht es schon etwas mehr Masse und Beschleunigung.

Gravitationswellen sind analog elektromagnetischen Wellen Transversalwellen. Aus Sicht eines lokalen Beobachters scheinen sie die Raumzeit quer zu ihrer Ausbreitungsrichtung zu stauchen und zu strecken.
Diese Eigenschaft wurde nun zum Nachweis benutzt. Diese Stauchung/Streckung führt bei Licht zu einer Verkürzung/Verlängerung der Wege und damit der Laufzeit. Was mit einem L-förmigen Laser nachgewiesen wird. Durch die verwendete Kombination aus Spiegeln, der Laserintensität und der Fabry-Perot Kavität innerhalb des Systems sind die Observatorien in der Lage, einen Unterschied in den beiden Armlängen von 10⁻²² zu messen, das entspricht etwa dem 1/1000 eines Protonendurchmessers.
Gemessen wurde die Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher. GW150914 wurde definitiv von zwei Schwarzen Löchern erzeugt, die in einer wahrscheinlich 1,3 Milliarden Lichtjahren entfernten Galaxie miteinander verschmolzen.

https://youtu.be/phOZr2HHx1I

Die Kollision dieser beiden Schwarzen Löcher war das gewaltigste Ereignis, das je beobachtet wurde; in Sekundenbruchteilen wurden mehrere Sonnenmassen verbrannt und in Strahlung umgewandelt, genauer: in der letzten Sekunde vor der Verschmelzung wurden 3 Sonnenmassen an Energie erzeugt. Und trotzdem hat kein elektromagnetisches Teleskop etwas gemessen. Damit ist eine ganz neue Art der Weltraumbeobachtung entstanden.
Vielen Dank für den Link. Die Arbeit ist einfach faszinierend!

Und der Rechenfehler in einer früheren Arbeit: Peinlich, peinlich. Nun, Einstein hat daraus selbstverständlich gelernt, wie die folgende Anekdote zeigt:

Sir William Rothenstein war in Berlin um Einstein zu porträtieren. Einstein kam immer in Begleitung eines ruhigen, akademisch aussehenden Mannes ins Studio zu den Sitzungen, der dann in einer Ecke saß. Einstein, der keine Zeit bei den Sitzungen verschwenden wollte, stellte verschiedene vorläufige Theorien dar, wobei der stille Begleiter nur durch ein gelegentliches Nicken oder Kopfschütteln antwortete. Als das Bild fertig war, fragte der neugierig gewordene Rothenstein Einstein, wer denn sein Begleiter gewesen sei.
"Das ist mein Mathematiker", sagte Einstein, "der die Probleme untersucht, die ich ihm vorlege und ihre Gültigkeit überprüft. Sie sehen, ich selbst bin kein guter Mathematiker..."
Der Nachweis der Gravitationswellen ist der wohl erfolgversprechenste Anwärter auf den Physik-Nobelpreis..
Bisher gab es nur einen indirekten Beweis für die Existenz von Gravitationswellen. Die Astronomen Hulse und Taylor studierten über 25 Jahre Veränderungen in den Bahndaten des Binärpulsars PSR1913+16. Die Abnahme der Bahnperiode dieses Doppelsternsystems läßt sich als durch die Abstrahlung von Gravitationswellen bedingter Energieverlust deuten. Die Beobachtungen stimmten mit den Voraussagen der Allgemeinen Relativitätstheorie bestens überein. Dafür bekamen Hulse und Taylor 1993 den Nobelpreis für Physik.
Eine gesunde Portion Skepsis ist selbstverständlich immer angebracht, auch wenn die Sachlage hinreichend stabil erscheint.
Vor 2 Jahren gab es schon einmal eine Meldung bzgl. Nachweis von Gravitationswellen. Allerdings kam die Meldung vor der notwendigen genaueren Prüfung.

Vom Südpol aus suchten Wissenschaftler drei Jahre lang mit einem Teleskop die kosmische Hintergrundstrahlung ab zum Nachweis von Gravitationswellen. Es besteht hier der nachfolgende Zusammenhang.
Die heutige Verteilung der Galaxien und die kosmische Hintergrundstrahlung sind ja beides Folgen des Urknalls und müssen mit der Urknalltheorie in Einklang stehen. Außerdem müssen kurz nach dem Urknall ganz besondere Bedingungen geherrscht haben. Diese Frühphase bezeichnet man auch als "Inflation". In der Phase der Inflation dehnte sich das frühe Universum exponentiell aus, und zwar innerhalb von 10 hoch -35 Sekunden (Null Komma 34 Nullstellen eine Sekunde) nach dem Urknall - einem unfassbar kurzem Zeitraum. Der Ausdehnungsprozess hat sich danach verlangsamt, hält aber noch immer an. Das ist seit 30 Jahren ein Baustein der Urknalltheorie. Für die Ausdehnung in der Inflationsphase ist das sogenannte Inflation-Feld verantwortlich, welches kleinen quantenmechanischen Fluktuationen unterlag. Diese bewirken, dass sich das Universum an manchen Stellen mehr ausdehnt als an anderen. Zum Ende der Inflation geht die Energie des Inflations-Feldes in Materie und Strahlung über, mitsamt den Dichtefluktuationen. Aus denen bilden sich nach langer Zeit Galaxien und andere Strukturen im Kosmos, die wir heute um uns herum sehen. Eine wichtige Vorhersage der Inflationsphase ist die Entstehung von Gravitationswellen - als Konsequenz der Quantennatur des frühen Universums.
Der Nachweis sollte durch Muster in der Hintergrundstrahlung erfolgen. Die Forscher hatten auffällige, wirbelartige Muster in der Polarisation der kosmischen Hintergrundstrahlung beobachtet. Die Schlussfolgerung: Es handelt sich um Gravitationswellen, die kurz nach dem Urknall vor rund 14 Milliarden Jahren entstanden sein sollen. Um das Signal richtig zu verstehen, ist es notwendig, es bei verschiedenen Frequenzen zu vermessen. Die Forscher aber haben nur mit einer Frequenz gearbeitet und deshalb theoretische Modelle über die Staubpolarisation verwendet – sie hatten gar nicht die Möglichkeit, verschiedene Komponenten herauszufiltern.
Der Satellit Planck hingegen kann genau das. Er beobachtet die Tiefen des Alls mit neun verschiedenen Frequenzen, sieben davon sind polarisationsempfindlich. Ende September 2014 waren recht unauffällig erste Ergebnisse veröffentlicht worden. Sie ließen jedoch bereits Übles erahnen. Wenig später hat der europäische Satellit die Daten geliefert, mit ernüchterndem Ergebnis: Das gesamte Signal scheint von Staub zu stammen. Der vermeintliche Nachweis von Gravitationswellen sei nach Abgleich der Daten "nicht länger haltbar". Planck habe gezeigt, dass die Verunreinigung viel größer sein könnte, als vom Bisep2-Team angenommen und das gemessene Signal deswegen nicht von Gravitationswellen stammt.
Eine NASA Simulation zur Verschmelzung Schwarzer Löcher
https://www.youtube.com/watch?v=E7rVA1GbPag



Wenn zwei Galaxien kollidieren, löst die Verschmelzung ihrer zentralen Schwarzen Löcher Gravitationswellen, die im gesamten Raum kräuseln. Ein internationales Forscherteam hat die Universität Zürich beteiligt jetzt berechnet, dass diese rund 10.000.000 Jahre tritt auf, nachdem die beiden Galaxien verschmelzen - viel schneller als bisher angenommen.


Viel schneller als bisher angenommen werden messbare Gravitationswellen erzeugt.
Jede Galaxie hat ein Schwarzes Loch in ihrem Kern, das Millionen oder sogar Milliarden von Sonnenmassen aufweisen kann. In einer realistischen Simulation wurde die Verschmelzung von zwei etwa drei Milliarden Jahre alten Galaxien, die relativ nahe beieinander liegen, simuliert. Mit Hilfe von Supercomputern ermittelten die Forscher die Zeit, die die beiden Schwarzen Löcher mit rund 100 Millionen Sonnenmassen nach der Kollision benötigten, um starke Gravitationswellen zu emittieren.

Das unerwartete Ergebnis: Die Zusammenführung der beiden schwarzen Löcher löst bereits die ersten Gravitationswellen nach 10.000.000 Jahre aus - rund 100-mal schneller als bisher angenommen.

http://phys.org/news/2016-09-gravitatio ... years.html
Vielen Dank für diese wirklich lesbare Zusammenfassung der Forschungsgeschicht zum Thema Gravitationswellen. Ich bin zwar interessierter Laie, aber als Skandinavist nicht wirklich vom Fach. Die Veröffentlichungen zum Thema im Februar 2016 habe ich aber "Live" mitbekommen. Nobelpreisverdächtig??
Diese Schwarze Löcher sind vorhanden und die werden auch bleiben, NASA hat uns oft belogen... :mrgreen:
Dick 01
Danke für die freundliche Einführung.

Sphinx,
weshalb sollte uns die Nasa belügen
und wenn Ja, wann hat sie?
Leider werden es Nichtastronomen, oder Nichtphysiker nicht verstehen, aber ist wohl so, wenn man komplexe Zusammenhänge zu erklären versucht, dann ist das Scheitern schon eh vorhersehbar, ggg
Aber sie versuchen es zumindest, und das ist ganz supi
@dick01

Danke für Deine Erklärung, auch wenn ich sie kaum verstehe.
Werde nun immer wieder mal hier reinschauen, um mich etwas vertraut zu machen mit diesen rätselhaften Gravitationswellen.
Na ja, spannend erklärt ist es nicht. Es wäre interessanter etwas zu uns nahen Gravitationswellen zu erfahren, und das auch alltagstauglich. Wenn man die Materie wirklich versteht, und nicht nur davon fasziniert ist, geht das :D.
Leider ist der alltagstauglichen und spannenden Vermittlung der Materie eine Grenze gesetzt siehe Zitat:

Es ist unmöglich, die Schönheiten der Naturgesetze angemessen zu vermitteln, wenn jemand die Mathematik nicht versteht. Ich bedaure das, aber es ist wohl so.

Richard Feynman, Nobelpreisträger Physik
*lach, du verstehst es doch selber nicht, sieht man doch daran wie du versuchst es... mit fremden Worten zu vermitteln.
Perlen vor die Säue ...
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