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ZETTELS KLEINES ZIMMER

Das Forum zu "Zettels Raum"



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Dieses Thema hat 10 Antworten
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Ulrich Elkmann Offline




Beiträge: 7.716

11.02.2016 18:26
Nachweis von Gravitationswellen Antworten

http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur...-a-1076818.html

Unser informativer Journalismus mal wieder.

Zitat von SPON
Gravitationswellen sind eigentlich gar nicht selten. Sie entstehen jedes Mal, wenn irgendwo im Universum Massen beschleunigt werden.



Eigentlich ist Schwerkraft im Weltraum gar nicht selten. Oder Licht. Es geht um die Propagation der gravitationellen Wechselwirkung, die nach Postulat des Einstein'schen Raum-Zeit-Kontinuums, anders als im Newtonschen Kosmos, nicht instantan erfolgen kann, sondern nur mit Lichtgeschwindigkeit. Welche genaue Ausprägung (= Higgs-Boson) das konkret annimmt, kommt später.

Zitat von SPON
Spannend sind Gravitationswellen vor allem deswegen, weil sie einen völlig neuen Blick auf das Universum ermöglichen. Mit ihrer Hilfe wollen Forscher in Zukunft exotische Phänomene untersuchen, die sich im Bereich der elektromagnetischen Wellen - vom sichtbaren Licht bis zur Gammastrahlung - bisher der Beobachtung entzogen haben. "99 Prozent des Universums sind dunkel", sagt Karsten Danzmann. "Zum ersten Mal bekommen wir nun einen Einblick in diese Schattenwelt."

Mit dem Satelliten "Lisa Pathfinder" testet die Europäische Weltraumorganisation derzeit auch Techniken für die Gravitationswellensuche im All. Anfang März soll der Wissenschaftsbetrieb losgehen. "Lisa Pathfinder" dürfte die Wellen aber vermutlich nicht selbst nachweisen - sondern soll nur Instrumente für spätere Satelliten ausprobieren. Diese würden noch viel monströsere Schwarze Löcher in den Blick nehmen als die Detektoren auf der Erde, mit Millionen Sonnenmassen.



Wir merken uns: jedesmal, wenn auch nur 1 Sack Reis umfällt (oder auch nur 1 Atom im freien Raum sich unter der Anziehungskraft anderer Massen seine Bahn verändert), entstehen die. Nur ist das dermaßen schwach, daß man schon Ereignisse wie kollabierende Neutronensterne braucht, um bei der Meßauflösung der vorhandenen Meßanordnungen etwas unterhalb der Rauschgrenze registrieren zu können. Da ist das mit der Detailauflösung eher bescheiden. ("Ins Visier genommen" wird da eh' nicht, da hier nur der Durchlauf der Wellen, 360° rundum, regisrtiert wird.)

Gravitationswellen verkürzen den Raum, i.e. den Abstand zwischen zwei Objekten - nur eben ausgesprochen minimal: Wenn zwischen uns & dem nächsten Stern, Alpha Centauri, eine solche Welle, von heftiger Amplitude, durchläuft, verkürzt das den Abstand Terra, Sol III & α cen um etwa die Dicke eines menschlichen Haars. Je länger die Meßstrecke, desto größer also die Meßgenaugkeit.

Übrigens der Grund, warum die deutsche Meßstation bei Hannover, Geo600, bislang & diesmal auch nichts registriert hat. Die Zahl gibt die Länge der Meßarme an; bei den beiden aLIGO-Detektoren liegen zwischen dem Laser & dem Spiegel 4 km: das Signal läuft durch eine Hochvakuumröhre, wird zum Laser zurückgespiegelt & mit einem zweiten, das durch den rechtwinklig dazu stehenden 2. Arm gelaufen ist, überlagert. Aus den eventuell auftretenden Interferenzerscheinungen zeigt sich, wenn/falls sich eine der Laufstrecken verkürzt hat.

http://www.nature.com/polopoly_fs/7.1847...o-graphic-3.jpg

Bei der bei SPON erwähnten geplanten Satellitenmission, der Laser Interferometer Space Antenna (eben LISA), ist geplant, in einem der Lagrangepunkte der Erdbahn (wahlweise 60° voraus oder zurück) 3 Satelliten im Abstand von jeweils 5 Millionen Kilometer zu stationieren. Entsprechend größer ist dann die Meßempfindlichkeit.



http://www.nature.com/news/einstein-s-gr...at-last-1.19361

Zitat von nature.com, 11 Febr 2016
In a highly anticipated announcement, physicists with the Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) revealed on 11 February that their twin detectors have heard the gravitational 'ringing' produced by the collision of two black holes about 400 megaparsecs (1.3 billion light-years) from Earth.

One black hole was about 36 times the mass of the Sun, and the other was about 29 solar masses. As they spiralled inexorably into one another, they merged into a single, more-massive gravitational sink in space-time that weighed 62 solar masses, the LIGO team estimates.



Les hommes seront toujours fous; et ceux qui croient les guérir sont les plus fous de la bande. - Voltaire

Ulrich Elkmann Offline




Beiträge: 7.716

11.02.2016 20:26
#2 RE: Nachweis von Gravitationswellen Antworten

Journalisten & Einstein bzw. Relativitätstheorie. Eine ziemlich Dunkle Materie. Ab ovo. Als Ernest Rutherford im November 1919 den ersten Nachweis für die Triftigkeit präsentierte (das einzige Photo der SoFi-Expedition vom Juni nach Madagaskar, daß dafür brauchbar war), soll er auf einer der Pressekonferenzen gefragt worden sein "Professor Rutherford, stimmt es, daß auf der ganzen Welt nur drei Leute diesen Einstein verstehen?", worauf er zurückgefragt haben soll: "Pray tell me: who is the third?" Wie in dem bekannten Limerick:

There's a whole brilliant family named Stein.
There's Gertrude, and there's Ep, and there's Ein.
Gertrude's poems are bunk.
Ep`s statues are junk.
And nobody understands Ein.


(* wobei Ep übrigens eine Büste von Ein geliefert hat: "Einstein captured in bronze as he fled")

Seitdem ist "Relativitätstheorie" gazettentechnisch zum Synonym für "irgendwie total wichtig, aber unverständlich" geworden,das man am besten nicht aufdröselt. Ein hübsches Beispiel hat unser Käsblatt aus Anlaß der 100. Wiederkehr von Eins "annus mirabilis" 2005 geliefert: 20 Zeilen "Artikel" ("revolutioniert unser Verständnis von...") auf der Seite "Kultur" (es ist die Art von Blatt, wo man sich nicht traut, Föhjetong buchstabieren zu wollen) & ein halbes Dutzend "Infokästen" übers Blatt verteilt. Unter anderem diese Illustration der Lorentz-Kontraktion (die lustigerweise nichts mit Einstein zu tun hat, sondern zu den Grundlagen gehörte, auf denen die Theorie aufbaut) - also das Phänomen, daß einem Betrachter ein Objekt, das sich mit relativistischer Geschwindigkeit von ihm fortbewegt, verkürzt erscheint (sowie entsprechend massereicher & die Zeit langsamer verläuft; die 3 Effekte sind zudem exponentiell, nicht linear):

"Wenn man mit dem Auto zum Parken mit halber Lichtgeschwindigkeit in die Garage fährt, hat das Auto nur noch die Hälfte seiner ursprünglichen Länge."



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Ulrich Elkmann Offline




Beiträge: 7.716

11.02.2016 20:36
#3 RE: Ein bißchen Schwund ist immer Antworten

Zitat von Ulrich Elkmann im Beitrag #1

Zitat von nature.com, 11 Febr 2016
36 times the mass of the Sun, and the other was about 29 solar masses ... 62 solar masses.



Gilt nach der neuen Mathematik 36 + 29 = 62? (Materieverlust durch Aufheizung, Fusion o.ä. nach E=mc² kommt ja nicht in Frage, weil aus schwarzen Löchern per definitionem nichts echappieren kann. Außer Hawking-Strahlung, merkt der Kleine Pedant an.) Am besten Frau Merkel fragen: die ist Physikerin & kennt sich mit Zahlen aus.

(Der Kleine Pedant vermutet, daß hier die Irrtumsmargen für die ermittelten Werte relativ breit ausgefranst sind, so daß das, π mal Daumen, stimmt.)



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Fluminist Offline




Beiträge: 1.954

11.02.2016 21:20
#4 RE: Nachweis von Gravitationswellen Antworten

Zitat von Ulrich Elkmann im Beitrag #2
... die 3 Effekte sind zudem exponentiell, nicht linear ...

Nichtlinear in der Tat, aber exponentiell nun nicht (Formel siehe etwa hier).

Ulrich Elkmann Offline




Beiträge: 7.716

11.02.2016 22:16
#5 RE: Nachweis von Gravitationswellen Antworten

Zitat von Fluminist im Beitrag #4
exponentiell nun nicht


Stimmt. Das war höchst unvorsichtig aus dem Bauch geschossen. "Wirkt eher exponentiell..." oder dgl. Hintergrund die olle Faustformel "um von 90% c auf 99% zu beschleunigen, braucht es dieselbe Energie wie von 0 => 99; ditto von 99 => 99,9%".

Zeitdilationsfaktor bei relativistischen Geschwindigkeiten:

0,1 c = 1,00503
0,5 c = 1,1547
0,7 c = 1,40
0,9 c = 2,2994
0,95 c = 3,202
0,99 c = 7,08
0,999 c = 22,3
0,9999 c = 70,71
0,99999 c = 223,6
0,999999 c = 707,1



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bkes Offline



Beiträge: 42

11.02.2016 23:58
#6 RE: Nachweis von Gravitationswellen Antworten

Zitat
Als Ernest Rutherford im November 1919 den ersten Nachweis..


hm, m. W. war Rutherford nicht so sehr "der Mann fürs Grobe"; sollte das nicht eher Arthur Eddington gewesen sein?
Gruß
bkes

Ulrich Elkmann Offline




Beiträge: 7.716

12.02.2016 00:30
#7 RE: Nachweis von Gravitationswellen Antworten

Zitat von bkes im Beitrag #6
sollte das nicht eher Arthur Eddington gewesen sein?


Heute ist nicht mein Tag.

Walter Isaacson, Einstein: His Life and Universe, gibt die Anekdote so, und gibt als Quelle Subrahmanyan Chandrasekhar, dem Eddington das erzählt hat:

Zitat
The distinguished members of the Royal Society, Britain's most venerable scientific institution, met along with colleagues from the Royal Astronomical Society on the afternoon of November 6, 1919, at Burlington House in Piccadilly, for what they knew was likely to be a historical event. There was only one item on the agenda: the report on the eclipse observations.

Sir J. J. Thompson, the Royal Society's president and discoverer of the electron, was in the chair. Alfred North Whitehead, the philosopher, had come down from Cambridge and was in the audience, taking notes. ... The Astronomer Royal, Sir Frank Dyson, had the honor of presenting the findiongs. He described in detail the equipment, the photographs, and the complexities of the calculations. His conclusion, however, was simple. "After a careful study of the plates, I am prepared to say that there can be no doubt that they confirm Einstein's prediction," he announced. "The result of the expeditions to Sobral and Principe leave little doubt that a deflection of light takes place in the neighborhood of the sun and that it is of the amount demanded by Einstein's generalized theory of relativity."

There was some skepticism in the room. "We owe it to that great man to proceed very carefully in modifying or retouching his law of gravitation," cautioned Ludwig Silberstein, gesturing at Newton's portrait.
...
It was a grand triumph, but one not easily understood. The skeptical Silberstein came up to Eddington and said that people believed that only three scientists in the world understood general relativity. He had been told that Eddington was one of them.

The shy Quaker said nothing. "Don't be so modest, Eddington!" said Silberstein.

Replied Eddington. "On the contrary. I'm just wandering who the third might be." (S. 262)



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Robin Offline



Beiträge: 317

21.02.2016 22:13
#8 RE: Ein bißchen Schwund ist immer Antworten

Zitat von Ulrich Elkmann im Beitrag #3
Gilt nach der neuen Mathematik 36 + 29 = 62?

Der Rest, also ca. 3 Sonnenmassen, ist die Energie, die als Gravitationswelle abgestrahlt wird. Die Raumzeit zu krümmen ist kein billiges Unterfangen.

Grob überschlagen: jeder Erdenbürger stellt für jeden Stern der Milchstraße ein Kernkraftwerk auf und lässt dieses seit Beginn des Universum laufen. Die Gesamtenergiemenge wäre dann genau der erforderliche Betrag. Jedenfalls wenn Rot-grün nicht vorher die Laufzeiten begrenzt

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"Kurz, womit konnte die Disharmonie einer so schwachen, unruhigen, sich selbst widersprechenden Regierung als mit Barbarei und dem Tode aller vernünftigen, nützlichen Literatur endigen? Hier war kein Griechenland, kein Rom mehr; Europa war ein dunkles Getümmel ziehender Barbaren." (J.G.v.H.)

Robin Offline



Beiträge: 317

21.02.2016 22:50
#9 RE: Nachweis von Gravitationswellen Antworten

Zitat von Ulrich Elkmann im Beitrag #1
Übrigens der Grund, warum die deutsche Meßstation bei Hannover, Geo600, bislang & diesmal auch nichts registriert hat.

Man könnte dazu auch sagen, dass der Grund war, dass GEO aufgrund von Wartungsarbeiten gerade nicht gelockt war und deswegen nichts gemessen hat.

Zitat von Ulrich Elkmann im Beitrag #1
Die Zahl gibt die Länge der Meßarme an; bei den beiden aLIGO-Detektoren liegen zwischen dem Laser & dem Spiegel 4 km: das Signal läuft durch eine Hochvakuumröhre, wird zum Laser zurückgespiegelt & mit einem zweiten, das durch den rechtwinklig dazu stehenden 2. Arm gelaufen ist, überlagert.

GEO hat eine effektive Armlänge von 1,2 km (einmal gefaltet). Die Länge ist aber nicht alles. Die Empfindlichkeit für Längenänderungen (strain sensitivity) wird auch durch die Laserleistung, Armcavities sowie durch den Power- und Signalrecyclingfaktor bestimmt. Dabei ist die Empfindlichkeit auch frequenzabhängig und große Detektoren haben Vorteile bei niedrigen GW-Frequenzen.

Zitat von Ulrich Elkmann im Beitrag #1
Aus den eventuell auftretenden Interferenzerscheinungen zeigt sich, wenn/falls sich eine der Laufstrecken verkürzt hat.

Im Prinzip ja. Praktisch tut sich aber gar nichts, weil meistens nahe dem dark-fringe (also annähernd destruktive Interferenz am Strahlteilerport zum Detektor) gelockt und das Signal aus den Aktuatorsignalen rekonstruiert wird.

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"Kurz, womit konnte die Disharmonie einer so schwachen, unruhigen, sich selbst widersprechenden Regierung als mit Barbarei und dem Tode aller vernünftigen, nützlichen Literatur endigen? Hier war kein Griechenland, kein Rom mehr; Europa war ein dunkles Getümmel ziehender Barbaren." (J.G.v.H.)

Ulrich Elkmann Offline




Beiträge: 7.716

27.02.2016 01:36
#10 RE: Nachweis von Gravitationswellen Antworten

Zitat von Robin im Beitrag #9
Man könnte dazu auch sagen, dass der Grund war, dass GEO aufgrund von Wartungsarbeiten gerade nicht gelockt war und deswegen nichts gemessen hat.


Also das ist sooowas von tüpich (©Prof. Heinz Haber). ET ruft an, & das deutsche Telefon ist außer Betrieb. Und wir verpassen den ganzen intergalaktischen Flurfunk.

http://xkcd.com/1642/

Zitat von Gravitational Waves
Megan: The gravitational wave detector works! For the first time, we can listen in on the signals carried by ripples in the fabric of space itself!
Event: Black hole merger in Carina (30 M☉, 30 M☉)
Event: Zorlax the Mighty would like to connect on Linkedin
Event: Black hole merger in Orion (20 M☉, 50 M☉)
Event: Mortgage offer from Triangulum Galaxy
Event: Zorlax the Mighty would like to connect on Linkedin
Event: Meet lonely singles in the local group tonight!



Wie bei James Blish, "Beep" (1954):

Zitat
She paused and smiled. "I have heard," she said conversationally, "the voice of the President of our Galaxy, in 3480, announcing the federation of the Milky Way and the Magellanic Clouds. I’ve heard the commander of a world-line cruiser, traveling from 8873 to 8704 along the world line of the planet Hathshepa, which circles a star on the rim of NGC 4725, calling for help across eleven million light-years—but what kind of help he was calling for, or will be calling for, is beyond my comprehension. And many other things. When you check on me, you’ll hear these things too — and you’ll wonder what many of them mean."



Heute wird die Entfernung der Balkenspiralgalaxie NGC 4725 übrigens mit ~41 Mio. Lichtjahren eingeschätzt. Blish schrieb seine Erzählung genau zu jenem Zeitpunkt, als die Entdeckung, daß es sich bei den mit dem 5-m-Palomar-Telskop im Andromedanebel nachgewiesenen Cepheiden um einen anderen Typ mit anderer Leuchtzyklus/Masse-Beziehung handelte, sich sämtliche berechneten extragalaktischen Distanzen schlagartig verdoppelten.



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Ulrich Elkmann Offline




Beiträge: 7.716

03.03.2016 13:29
#11 RE:ET ruft schon wieder an Antworten

Zitat von Ulrich Elkmann im Beitrag #10
ET ruft an


Hier auch. So hats der FOCUS mitgehört:

"Hoffnung auf Entdeckung außerirdischen Lebens - Außerirdisches Leben? Forscher entdecken zehn mysteriöse Signale aus den Tiefen des Alls"

Zitat von FOCUS, 03.03.
Wissenschaftler haben regelmäßige Radiostrahlung aus einer Region weit hinter der Milchstraße entdeckt. Zehn kurze, schnelle Signale wurden mit dem Arecibo-Observatorium in Puerto Rico gemessen, schreiben die Forscher im Journal „Nature“.

Die sogenannten „Fast Radio Bursts“ dauerten nur wenige Millisekunden und stammten alle aus derselben Region. Hoffnungen auf die Entdeckung außerirdischen Lebens sind allerdings nicht angebracht. Vielmehr haben die Wissenschaftler einen jungen Neutronenstern als Quelle der Radiosignale ausgemacht.




Daß Radiopulse im Sekundenbereich von Pulsaren stammen (daher der Name), & es sich dabei um Neuronensterne handelt, deren Magnetfelder die Strahlung fokussieren & rasend schnell rotieren, ist seit 1967 bekannt. Warum wird dann dieser Alien-Kappes als Aufmacher benutzt?




Hier der Letter aus Nature:

Zitat:A repeating fast radio burst
L. G. Spitler, P. Scholz, J. W. T. Hessels, S. Bogdanov, A. Brazier, F. Camilo, S. Chatterjee, J. M. Cordes, F. Crawford, J. Deneva,R. D. Ferdman, P. C. C. Freire, V. M. Kaspi, P. Lazarus,R. Lynch, E. C. Madsen, M. A. cLaughlin, C. Patel, S. M. Ransom, A. Seymour, I. H. tairs, B. W. Stappers, J. van Leeuwen & W. W. Zhu
Received 03 December 2015 Accepted 21 January 2016 Published online 02 March 2016

Fast radio bursts are millisecond-duration astronomical radio pulses of unknown physical origin that appear to come from extragalactic distances [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]. Previous follow-up observations have failed to find additional bursts at the same dispersion measure (that is, the integrated column density of free electrons between source and telescope) and sky position as the original detections [9]. The apparent non-repeating nature of these bursts has led to the suggestion that they originate in cataclysmic events10. Here we report observations of ten additional bursts from the direction of the fast radio burst FRB 121102. These bursts have dispersion measures and sky positions consistent with the original burst [4]. This unambiguously identifies FRB 121102 as repeating and demonstrates that its source survives the energetic events that cause the bursts. Additionally, the bursts from FRB 121102 show a wide range of spectral shapes that appear to be predominantly intrinsic to the source and which vary on timescales of minutes or less. Although there may be multiple physical origins for the population of fast radio bursts, these repeat bursts with high dispersion measure and variable spectra specifically seen from the direction of FRB 121102 support an origin in a young, highly magnetized, extragalactic neutron star11, [12].
...
Initial Arecibo follow-up observations were limited in both dwell time and sky coverage and resulted in no detection of additional bursts4. In 2015 May and June we carried out more extensive follow-up using the Arecibo telescope, covering an ~9′ radius with a grid of six ALFA pointings around the then-best sky position of FRB 121102 (Fig. 1 and Extended Data Tables 1 and 2). As described in Methods, high-time-resolution, total intensity spectra were recorded, and the data were processed using standard radio-frequency interference (RFI) excision, dispersion removal, and single-pulse-search algorithms implemented in the PRESTO16 software suite and associated data reduction Pipelines [14, 17].

http://www.nature.com/nature/journal/vao...ature17168.html



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