Diskussion:Gravitationswelle

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Review Okt/Nov 2006, Vorschläge sind noch umzusetzen!

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Artikel wurde auf der Reviewseite eingetragen. -- Dishayloo + 21:37, 26. Okt. 2006 (CEST)

Gefällt mir gut. Leider bin ich zu wenig Physiker, um eine konstruktive Kritik zu liefern. Daher nur eine Kleinigkeit: Bei den Büchern bitte die ISBN hinzufügen. --Rosentod 00:15, 1. Nov. 2006 (CET)

Hallo. Ich schreibe mal beim Lesen alles auf, was ich verbesserbar finde.

• Wohl kaum jemand wird sich was unter "Quadrupolmoment der Gravitaion" vorstellen können. Auch der zusammenhang zur Welle ist unklar. Ich würde dazu ein eigenes Kapitel über die Quadrupolstrahlung vorschlagen (das ist im Moment ein Redirect auf Multipolentwicklung, was wenig hilfreich für den Laien ist). Du kannst das ja ruhig am einfacheren Beispiel des e.m.-Übergangs und der dabei emittierten Strahlung machen.
• Ferner gilt aufgrund des Birkhoff-Theorems, dass eine sphärisch symmetrisch oszillierende Massenverteilung keine Gravitationswellen aussendet. Kurzerklärung des Birkhoff-Theorems wäre wünschenswert.
• Mir fehlt der Hinweis, dass Quadrupolstrahlung schwächer ist als Dipolstrahlung und daher Gravitationswellen eher kleine Intensitäten haben. Das bedingt dann auch ihre schwierige Nachweisbarkeit.
• Bei einer bislang nicht gelungenen quantenfeldtheoretischen Beschreibung der Gravitation wird die Gravitationswechselwirkung durch Gravitonen vermittelt, das bedeutet Gravitationswellen werden in Gravitonen genannten quantisierten Einheiten ausgestrahlt oder absorbiert. Ich würde Konjunktiv vorziehen.
• sowie in geringem Abstand umkreisenden Paaren oder zusammenstoßenden Neutronensternen und/oder schwarzen Löchern. Neee. Eher sowie bei zusammenstoßenden oder einander in geringem Abstand umkreisenden Paaren von Neutronensternen und/oder schwarzen Löchern.
• Ich würde es schätzen, wenn erwähnt würde, dass Gravitationswellen Energie transportieren und deshalb zu einer Annäherung einander umkreisender Objekte führen. (Schlechtes, aber illustratives Analogon: Optische Übergänge im bohrschen Atommodell) Überhaupt wäre ein Kapitel schön, dass für das "Zweikörperproblem" den Zusammenhang zwischen "endlicher Gravitationsgeschwindigkeit" und "Gravitationswellen" erklärt. Darunter kann dann auch die Quadrupol-Erklärung.
• Es steht noch nichts zur Geschichte da (wer hats zum erstan Mal errechnet [unbedingt den Artikel angeben], wie war die Rezeption [haufenweise Gegner?], etc.) Kanm mit dem "Nachweis"-Kapitel verflochten werden.
• Ich würde gern gegen Ende des Artikels eine Herleitung mit Formeln haben. Aber das ist wohl Geschmacksache.
• Ich mag Bilder... hier ist eins. Ist natürlich pseudo-illustrativ und so, aber der Artikel erschlägt einen dann nicht so.

So, dass ist alles. Ich gebe zu, mich ein bisschen an dem Monster aus en-wiki orientiert zu haben, aber nicht nur... -- 217.232.1.122 13:26, 1. Nov. 2006 (CET)

Hallo 217.232.1.122. Ein paar Bemerkungen zu Deinen Bemerkungen:

• Hier im G-Wellen-Artikel sollten nicht nur deshalb, weil es woanders fehlt, Dipol- und Quadrupol-Wellen als solche erklärt werden. Hier fehlt vor allem der Hinweis, warum es keine Dipol-G-Wellen gibt --- Dipolwellen benötigen eine negative Ladung, oder von außen angetriebene Zwangsbewegungen. Beides fehlt im Fall der Gravitation. ---- Genau, das Dipolmoment einer Massenverteilung kann durch geeignete Koordinatenwahl(Schwerpunktssystem!) auf 0 gebracht werden. Das elektrische Dipolmoment aber nicht(Bsp: 2 entgegengesetz geladene Punktladungen). -cs
• Zu den Gravitonen sollte in der Tat mehr heraus gestellt werden, dass es sich dabei um plausible Spekulation handelt. Sie könnten von mir aus in einem so kurzen Artikel wegfallen, oder zumindest ans Ende verschben werden.
• Bitte kein Bohrsches Atommodell zur Erklärung von irgendwas heran ziehen. Das Modell ist so überholt, dass es in den allermeisten Aspekten nur falsch genannt werden kann.
• Es ist nicht nur die Schwäche der Quadrupol-Strahlung, die die Detektion so schwer macht. Vor allem ist es die im Vergleich zum Elektromagnetismus um viele Größenordnungen schwächere Kopplung zwischen Gravitation und Materie. Diese Begründug für die aus experimenteller Sicht herausragende Eigenschaft fehlt völlig. Es fehlt eine quantitative Größenangabe von erwarteten Effekten. Mit der Angabe "1/10000 des Durchmessers eines Protons" ist es nicht getan. Zum einen wäre solch eine Größe nicht so arg schwierig zu messen, wenn sie sich nicht auf ein paar Mio km Abstand beziehen würden. Zum Anderen sind die erwarteten Effekte selbstverständlich von der Art und der Nähe der Quelle abhängig.

Die anderen Punkte kann ich voll unterschreiben. Dazu kommen noch einige weitere. Der größte Faux-Pas ist, zu schreiben, dass die lokale Raumzeit gestreckt erscheint. Das ist keine Täuschung, sondern die Raumzeit wird tatsächlich gestreckt und gestaucht. Gerade das ist ja die Wirkung der G-Wellen laut ART. Insgesamt müsste der Artikel noch stark umgepflügt und erweitert werden, bevor er dem Thema halbwegs gerecht und damit lesenswert wird.---<(kmk)>- 12:29, 13. Nov. 2006 (CET)

Mir stellt sich die Frage, warum die bereits laufenden Detektoren noch nichts nachgewiesen haben. Liegt es daran, dass es noch keine Supernova gab die nah genug dran war um messbare Gravitationswellen zu erzeugen? Oder gab es schon Ereignisse die man eigentlich hätte messen müssen, wo es aber nicht geklappt hat? Wie sieht es mit der Wissenschaftlergemeinde aus, ist bei denen die Theorie der Gravitationswellen als "wahrscheinlich gültig" anerkannt oder gibt es großen Streit? Wenn man nur die Einleitung liest könnte man den Eindruck kriegen, das ganze wäre noch extrem theoretisch. --Regani 21:04, 1. Nov. 2006 (CET)

Hallo Regani. Die Existenz von G-Wellen ist durch die Messungen von sich langsam nähernden Doppel-Neutronensternen bereits nachgewiesen. Da besteht wenig Raum für Zweifel. Was noch nicht geklappt hat, ist der Nachweis der Auswirkung der G-Wellen auf die lokale Raumzeit. Wenn der mit eigentlich ausreichend empfindlichen Messgeräten nicht gelingt, wäre das ein Hinweis darauf, dass in unserem Verständnis der Gravitation etwas entscheidendes schief hängt. Es heißt nicht automatisch, dass die G-Wellen nicht existieren. Ihr lokaler Effekt könnte zum Beispiel einfach noch ein paar Größenordnungen kleiner sein.---<(kmk)>- 12:29, 13. Nov. 2006 (CET)

Von der Review-Hauptseite:

Der Review kann nur dann sinnvoll arbeiten, wenn der Artikel entweder von einem der beteiligten Autoren direkt oder zumindest in Absprache mit ihnen hier eingestellt wird, und die Autoren auch bereit sind, die Anregungen aus dem Review aufzugreifen und den Artikel zu verbessern.

Wer ist dieser Autor, der sich bereit erklärt, die Anregungen aufzugreifen? Machst du das Dishayloo? -- 217.232.1.122 22:13, 1. Nov. 2006 (CET)

Nee, ich bin leider auch kein Physiker. Ich habe den Artikel auch nicht in den Review getan, der ursprüngliche Einsteller hatte aber vergessen hier auf der Diskuseite eine neue Überschrift anzulegen. Ich hoffe jemand nimmt die Anregungen aus dem Review auf. -- Dishayloo + 16:13, 2. Nov. 2006 (CET)

Text aus Allgemeine Relativitätstheorie

Der Artikel wird gerade etwas entschlackt. Vielleicht ist der ein oder andere Happen dabei, der sich hier gebrauchen lässt:

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=== Ausbreitung der Gravitation und Gravitationswellen ===
==== Effekt ====

Um zu gewährleisten, dass für jedes Bezugssystem dieselben Gravitationseffekte auftreten, muss sich die Gravitation lokal mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Dies folgt bereits aus der speziellen Relativitätstheorie, nach der sich keine Information mit Überlichtgeschwindigkeit ausbreiten kann.

Die endliche Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation führt jedoch zur Frage der Aberration, die man bei endlicher Ausbreitungsgeschwindigkeit der Gravitation nach dem newtonschen Gravitationsgesetz erwarten würde.^{<ref>Pierre-Simon Laplace: A Treatise in Celestial Mechanics. Volume IV, Book X, Chapter VII. Übers.: N. Bowditch. Chelsea, New York 1966</ref>} Es handelt sich dabei um den Effekt, dass die Umlaufbahnen der Planeten instabil werden, wenn die Gravitationskraft immer auf einen vergangenen Aufenthaltsort des anziehenden Körpers zeigt. In der ART tritt dieser Effekt jedoch nicht auf, weil durch die Veränderung des Gravitationsgesetzes gegenüber dem newtonschen Gravitationsgesetz geschwindigkeitsabhängige Anteile des Gravitationsfeldes hervorgerufen werden, die den Aberrationseffekt fast genau kompensieren.^{<ref>S. Carlip: Aberration and the Speed of Gravity. 1999 (Onlinedokument, PDF)</ref>} Die Abweichung kann als Effekt von Gravitationswellen verstanden werden, die zu einer Verkleinerung der Bahnradien führen können.

Diese Aufhebung ist jedoch kein Zufall, sondern eine direkte Folge von Drehimpuls- und Energieerhaltung. Diese müssen erfüllt sein, da die Wirkung invariant unter Lorentztransformationen ist.

Zweidimensionale Darstellung von Gravitationswellen, die von zwei einander umkreisenden Neutronensternen ausgesandt werden.

Die erwähnten Gravitationswellen sind von der allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagte Transversale Wellen. Sie wären dadurch beobachtbar, dass sich quer (transversal) zu ihrer Ausbreitungsrichtung der Raum periodisch ausdehnt und zusammenzieht. Da es bei der Gravitation keine positive und negative Ladung wie beim Elektromagnetismus gibt, können Gravitationswellen nicht als Dipolstrahlung sondern nur als Quadrupolstrahlung auftreten. Außerdem ist die Kopplung der Gravitation an Materie sehr viel schwächer als beim Elektromagnetismus. Daraus folgt eine sehr geringe Intensität der Gravitationswellen was der Nachweis sehr erschwert.

==== Experimentstatus ====

Bisher konnten sie trotz intensiver Forschungen seit Anfang der 1960er, wie beispielsweise mit dem Gravitationswellenempfänger von Weber mit einer schwingenden zylindrischen Aluminium-Masse, die durch Gravitationswellen in Schwingung versetzt würde, noch nicht direkt nachgewiesen werden. Zwar wurde 1969 behauptet, es seien Signale aus dem Zentrum der Milchstraße empfangen worden, was aber nicht bestätigt werden konnte.

Obwohl die ursprüngliche Technik mit schwingungsfähigen Massen inzwischen stark verbessert wurde und heute viel empfindlicher ist, verwenden viele neuere Experimente interferometrische Techniken (Michelson-Interferometer) zum Nachweis von Gravitationswellen. Ein Grund dafür ist, dass die schwingenden Massen nur durch Frequenzen nahe ihrer Resonanzfrequenz gut messbar angeregt werden können und bei einem Interferometer die Frequenz der Welle nicht so entscheidend ist. Diese Experimente benutzen Lichtstrahlen, die in langen Tunneln hin- und herlaufen. Ein Unterschied in der Länge der Laufstrecke, wie er durch eine durchlaufende Gravitationswelle verursacht würde, könnte mittels Interferenz mit einem Kontrolllichtstrahl nachgewiesen werden. Das erwartete Verhältnis von Längenveränderung zur betrachteten Strecke liegt in der Größenordnung von 10²¹, das entspricht etwa einem Tausendstel Protondurchmesser pro Kilometer.

Diese Detektoren sind erst durch Fortschritte in der Technik möglich geworden, da extrem monochromatisches Licht, sehr Laserstabile optische Elemente und sehr genaue Photodetektoren benötigt werden, um Schwingungen der erwarteten Amplituden messen zu können. Prinzipiell kann ein einzelner Detektor keine Gravitationswellen nachweisen, sondern man muss die Messungen mehrerer Detektoren vergleichen, um sinnvolle Ergebnisse zu erhalten.

Ein irdisch basiertes System ist das deutsch-britische System GEO 600 nahe Hannover, welches ein Michelson-Interferometer mit einer Armlänge von 600 m ist. Ein satellitengestütztes System soll das ESA/NASA-Projekt LISA (Laser Interferometer Space Antenna, Starttermin: 2010) werden. LISA besteht aus drei einzelnen Raumsonden, welche in einem Dreieck im Abstand von mehreren Millionen Kilometern im All stationiert werden sollen. Andere Projekte zum Nachweis sind TAMA (Japan), LIGO (USA) und VIRGO (Italien).

Allerdings wurden Gravitationswellen inzwischen indirekt durch Messung der Verlangsamung der Bahnperiode des Pulsars PSR 1913+16, der Teil eines Doppelsternesystems mit einem anderen Neutronenstern oder einem Weißen Zwerg als Partner ist, nachgewiesen. Ähnlich konnte dies in einer Langzeitbeobachtung bis März 2005 an dem aus zwei Pulsaren bestehenden Doppelsternsystem J0737-3093 bestätigt werden, die sich nach resultierenden Berechnungen durch die Aussendung von Gravitationswellen täglich um 7 mm annähern. Die entsprechende Verlangsamung stimmt in beiden Fällen exakt mit dem von der allgemeinen Relativitätstheorie berechneten Verzögerungswert überein, wenn man annimmt, dass Energie in Form von Gravitationswellen abgestrahlt wird.

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MfG --88.76.248.243 17:34, 27. Jan. 2007 (CET)

Fast keine Info?

Hm, >50 Edits in den letzten 2 Tagen und dennoch nur 2 Sätze zur Gravitationswelle vom 14. September 2015? Einfachste Informationen? Zeitliche Ausdehnung des gemessenen Signals? OK, wenn man die Grafik nicht übersieht. Beschreibung des Signals? -Übereinstimmung mit der Erwartung? Weiterhin würde man wissen wollen inwieweit man Richtung und Entfernung zu dem Schwarze-Löcher-Rumms bestimmen konnte. -- itu (Disk) 19:28, 12. Feb. 2016 (CET)

R☉

R☉ (Sonnenradien) ist für Laien nicht selbsterklärend. Könnte man nicht eine Vorlage wie >>1 m<< erstellen?--Harald321 (Diskussion) 22:11, 13. Feb. 2016 (CET)

Zur (zum Großteil unbegründeten) Rücksetzung meiner Korrekturen

@KaiMartin: Daß Du (weil Du mit ein oder zwei von Dutzenden Einzeländerungen in zehn verschiedenen Absätzen nicht einverstanden bist) meine ganze Bearbeitung revertiert hast, war nicht in Ordnung und im Endergebnis Vandalismus in Reinform (weit über 90 Prozent meiner Änderungen wurden unbegründet revertiert!). Ich habe daher meine Korrekturen soeben wieder hergestellt (und im Zuge dessen auch den ganzen Artikel noch einmal etwas überarbeitet). Falls Du weiterhin meinst, mein deutschsprachiges „u. a.“ unbedingt durch Dein lateinisches „et al.“ ersetzen zu müssen, so kannst Du das natürlich gerne tun, aber diesmal bitte ohne damit (aus reiner Bequemlichkeit?) gleichzeitig alle aus einer Überarbeitung des ganzen Artikels fließenden Änderungen zu löschen. Ich werde das diesfalls (um nicht gegen die Richtlinie Edit-War zu verstoßen) natürlich nicht zurücksetzen, sondern das Ergebnis der Diskussion darüber abwarten, die ich im nächsten Abschnitt weiter unten schon vorweg beginne. Franz 15:17, 6. Dez. 2016 (CET)

Leistung im Ellipsenorbit

Mein heutiger Edit: Die Referenz berechnet den jeweiligen Abstand (Radius) in der Ellipse in Formel (12) mit d = a(1-e²)/(1+e·cos.ψ), also d~1/(1+e·cos.ψ), die Leistung in Formel (15) am jeweiligen Punkt dementsprechend mit P~1/d⁴·(12/d²+e²sin²ψ) somit P~1/d⁶, wobei der Zusatzterm fast nichts ausmacht. Ra-raisch (Diskussion) 19:59, 28. Jan. 2022 (CET)

Nachweis

In Gravitationswelle# Erste Versuche heißt es zu den Versuchen von Joseph Weber (Physiker)

Ein eindeutiger Nachweis gelang mit diesen Methoden bislang nicht.

In Joseph Weber (Physiker) heißt es jedoch:

Da seine Ergebnisse jedoch nicht von anderen Forschern reproduziert werden konnten, sind seine experimentellen Resultate umstritten.

Und in Heinz Billing

Billing und sein Team wiederholten die Messung …. Webers Messungen wurden dabei eindeutig widerlegt.

Daher würde ich direkter schreiben:

Ein Nachweis gelang mit diesen Methoden nicht.

—Hfst (Diskussion) 07:20, 18. Mär. 2023 (CET)

Ich finde, dass die momentan im Artikel befindliche Formulierung nicht geschärft werden muss. Es wurden ja offenbar Messungen festgestellt, nur ist nicht eindeutig klar, ob sie auf Gravitationswellen zurückzuführen sind oder nicht. Ich würde hier im Zweifelsfall mit der bei einer Enzyklopädie gebotenen Zurückhaltung agieren. Es sei denn, es gibt verlässliche Sekundärquellen, die eine Änderung des Satzes eindeutig stützen. Die finde ich aber auch in den beiden anderen genannten Wikipedia-Artikeln nicht. --Winof (Diskussion) 13:51, 19. Mär. 2023 (CET)

Ich würde das "bislang" streichen. Prinzipiell sind ja alle experimentellen Ergebnisse notwendigerweise vorläufig, nur sagt man das selten in dieser oder ähnlicher Form dazu. Das "bislang" hebt die Weberschen Ergebnisse unangebracht heraus. (M.W. hat sich weder damals noch heute irgendwer überzeugen lassen.) --Bleckneuhaus (Diskussion) 14:51, 19. Mär. 2023 (CET)

+1 — Wassermaus (Diskussion) 16:44, 19. Mär. 2023 (CET)

+1 --Winof (Diskussion) 10:06, 20. Mär. 2023 (CET)

Vollbracht. --Bleckneuhaus (Diskussion) 10:33, 20. Mär. 2023 (CET)

Dieser Abschnitt kann archiviert werden. Hfst (Diskussion)

Absorption (reloaded) ?

Ooops ... meine Frage ist leider liegengeblieben (shame on me) und ich habe das erst nach dem Archivieren wiedergefunden ... den alten Abschnitt findet Ihr im Archiv unter "Absorption ?". Ich habe die Antwort leider nicht aus dem dortigen Hinweis ableiten können (bzw. finde die Antwort im entsprechenden Abschnitt nicht), daher die Frage hier nochmal (leicht angepasst):

Es geht nicht um den Nachweis von Gravitationswellen (und die Probleme dabei), sondern um den grundsätzlichen Effekt: Werden Gravitationswellen irgendwann auch durch Wechselwirkung (z.B. mit Materie, Gravitation, Feldern, etc.) absorbiert und enden (wie so ziemlich alle Strahlung) als Wärme (Entropie), oder werden sie nur durch die Ausbreitung im Raum "bis zum Grundrauschen" immer weiter verdünnt/geschwächt ?

Dass sie irgendwann zu schwach werden, um sie aus dem Rauschen des Detektors und Störungen zu isolieren, ist mir dabei klar - aber bleiben die Wellen quasi für immer (nur immer schwächer), oder nicht ? --Merkosh O=O (Diskussion) 11:44, 29. Mai 2024 (CEST) (edited 04.11.2024)