Gravitationswellendetektion mit dem Michelson-Interferometer

    Irgendwo hab ich noch nen Knoten und hoffe jemand kann den leicht beseitigen.


    Vor über hundert Jahren wurde mit dem Michelson-Versuch gezeigt, dass es den Weltenäther in welchem elektromagnetische Wellen sich fortpflanzen wie Schallwellen in der Luft, also dass es diesen Äther nicht geben soll. Weil in beiden gleichlangen Messwegen, einmal mit der Erddrehung, einmal senkrecht dazu das Licht gleich schnell war. Und das hätte in einem absolut ruhenden Äther nicht sein dürfen. Das war quasi eine statische Messung. Jetzt, mit den Gravitationswellen hat man diese Messungen dynamisch gemacht, also die Längen mit dem Licht zeitaufgelöst gemessen und so Schwankungen gefunden. Kann man das so sagen?


    Mein Problem bei beiden Messungen: Inzwischen sagt man ja, eine Länge, die sich (relativ zu einem gedachten, von mir aus nicht existierendem Äther) bewegt, wird kürzer. Kann das Licht nicht in derselben Richtung um genauso viel langsamer (bei gleicher Frequenz) geworden sein, so dass es genauso wie vorher mit dem senkrechten Licht interferiert? Jetzt sagt man, die Gravitationswellen sind Verzerrungen der Raumzeit. Aber das Licht breitet sich unabhängig von diesen Verzerrungen aus? Das hieße, es wäre in der verzerrten Raumzeit gemessen (in welcher wir uns ja auch befinden) mal schneller, mal langsamer als üblich. Jetzt wird aber gesagt, Licht ist immer gleich schnell, egal von welcher Perspektive gemessen. Das krieg ich nicht zusammen. Dann dürfte es doch auch nicht abgelenkt werden im verzerrten Raum um eine große Masse, oder?


    Kann mir das jemand einfach eklären? Also macht das Licht die Verzerrungen der Raumzeit mit und bleibt, in ebendieser gemessen, immer gleich schnell? Wie kann es dann zur absoluten Längenmessung herhalten?

    Oder es macht diese Verzerrungen nicht mit. Wieso wird es dann im Gravitationsfeld gekrümmt? Wieso ist es in einer leicht verzerrten Raumzeit (das ist wohl immer der Fall) gemessen, doch immer gleich schnell?


    Gruß

    Stephan

    Hallo Stephan,


    ich bin nicht sicher, ob ich deine Frage richtig verstehe.

    Die durch eine Gravitationswelle verursachten "Verzerrungen" der Raumzeit bewirken, dass die Abstände zwischen den Spiegeln im Interferometer periodisch kürzer und länger sind als ohne GW. Die Lichtgeschwindigkeit ist konstant und deshalb kann man diese Abstandsänderungen durch Messung der Lichtlaufzeit zwischen den Spiegeln messen. Es handelt sich um Längenänderungen der Größenordnung eines zehntausendstel des Protondurchmessers!

    Hilft dir das?


    Grüße

    Günter

    Stephan,

    Gravitationswellen sind "gerichtet" (kommen aus der Richtung der Quelle), treten in den Interferometer-Armen nicht mit gleicher Wirkung auf. Wenn ein Arm in die Richtung der Quelle zeigt, durchläuft die Welle diesen mit LG, während sie den anderen Arm quer dazu mit ihrer Wellenfront komplett erfasst. Die Arme verhalten sich also unterschiedlich. Und das wird gemessen.
    Wenn man zusätzlich noch mehrere Interferometer nimmt, kann man durch den Zeitversatz des Signals der beteiligten Interferometer die Quellrichtung noch genauer triangulieren.


    Den Effekt der Gravitation selbst kennt man von den GPS-Satelliten. Die laufen einerseits langsamer als auf der Erde, weil sie schnell um die Erde kreisen (Zeitdilation der speziellen RT), laufen andererseits schneller, weil hoch oben das Gravitationspotential der Erde kleiner ist. Würde man ein Interferometer da oben kreisen lassen, welches selbst noch rotiert, würden die Arme abhängig von der Richtung zur Erde arbeiten und im Takt der Eigenrotation dann Verschiebungen im Interferogramm zeigen. Der Arm, der jeweils zur Erde zeigt, ist näher zur Erde und kriegt mehr von der Erdgravitation ab.

    Hallo Günter,


    ich verstehe nicht, ob das Licht diese Verzerrungen eben mit macht oder nicht. Wenn es sie nicht mit macht, kann ich mit seiner Hilfe die Längenänderungen messen. Aber dann verstehe ich nicht, dass in dieser verzerrten Raumzeit gemessen, seine Geschwindigkeit immer gleich ist. Wenn es jedoch diese Verzerrungen mitmacht, verstehe ich nicht, woher die gemessenen Laufzeitunterschiede kommen sollen.


    Oder anders gefragt: Inzwischen kann man ja die Lichtgeschwindigkeit sehr genau messen. In so einer Versuchsanordnung kann man ja wohl annehmen, dass die Anordnung und der Beobachter in einem Inertialsystem sind. Gemessen wird klassisch, also wie lange braucht das Licht für das Durchlaufen einer vorher gemessenen Distanz? Wenn aber während der Messung nun gerade eine Gravitationswelle durchläuft, welche diese Distanz staucht, ist dann das gemessene Licht etwas schneller als normal? Woher wissen wir dann, wann wir die wahre Lichtgeschwindigkeit messen?

    Mit derselben Apparatur, mit der die Längenstauchungen gemessen wurden, kann auch wie im Michelsonversuch die Lichtgeschwindigkeit gemessen werden. Und dann würde man je nach dem verschiedene Lichtgeschwindigkeiten messen. Das heißt doch, die Lichtgeschwindigkeit ist genau so unsicher wie die Länge, oder?


    Angeblich soll man mit dem Ligo relative Längenänderungen messen können, die ein Atomdurchmesser auf der Entfernung von Erde zur Sonne entspricht. Also, die astronomische Einheit kann auf die Genauigkeit einer atomaren Einheit genau gemessen werden. So wurde es vorgetragen. Da wird mir schwindlig.


    Stephan

    Hallo Stephan,

    wenn wir überhaupt etwas in diesem Zusammenhang messen wollen, müssen wir etwas haben, an dem wir uns orientieren können.

    Früher war das der "Äther". Den kann man aber nicht nachweisen. Schon Newton sagte: "den Äther verstehe ich nicht". Der Grundpfeiler der RT ist die konstante LG im Vakuum. Die LG ist das Einzige im Universum, an dem sich bewegungsmäßig alles orientieren kann. Ansonsten sind alle Bewegungen im Universum relativ zueinander. Wäre LG nicht eine Konstante, könnten wir z.B. Gravitationswellen nicht messen.


    Du schreibst: "Das hieße, es wäre in der verzerrten Raumzeit gemessen (in welcher wir uns ja auch befinden) mal schneller, mal langsamer als üblich. Jetzt wird aber gesagt, Licht ist immer gleich schnell, egal von welcher Perspektive gemessen. Das krieg ich nicht zusammen. Dann dürfte es doch auch nicht abgelenkt werden im verzerrten Raum um eine große Masse, oder?"

    Das Licht wird nicht abgelenkt im "verzerrten Raum", sondern es beschreibt den kürzesten, geradesten Weg in diesem Raumteil. Betrachten wir das von einem anderen Raumteil, sehen wir, daß es einen Bogen im Raum beschreibt entsprechend dessen geometrischer Beschaffenheit. Säßen wir, so zusagen, auf dem Photon in Frage, würden wir eine schnurgerade Linie sehen.

    Und das ist gerade der "Witz" mit dem Licht, der es möglich macht , Dehnungen und Stauchungen im Raum festzustellen.

    Hallo


    Hab ich auch so ein Problem

    Gravitationswelle staucht die Distanz, bedeutet ja kürzere Distanz, nun wird aber auch die Luft gestaucht, das gibt höhere Dichte und langsamere Lichtgeschwindigkeit, hebt sich womöglich auf.

    Von anderen Dingen die einen Laserstrahl auf die Distanz beeinflussen ganz abgesehen


    Gruß Frank

    Hallo HWS,


    mit dem LiGO würde ich, (die Längen der Achsen mal als fest angenommen) je nachdem verschiedene Lichtgeschwindigkeiten messen?


    Es gibt doch so Veranschaulichungen der Raumzeit, so verzerrte räumliche Gitter. Wie würde das Licht sich da bewegen? Würde der Lichtstrahl vor der Verzerrung gerade laufen und dann der Verzerrung folgen und hinterher wieder gerade? Oder schießt er gerade durch, weil ihn die Raumzeit nicht interessiert?


    Im ersten Fall, verzerrte er sich doch genau so wie die Raumzeit, oder? Wie genau? Bleibt die Frequenz, und die Wellenlänge ändert sich? Dann würde sich seine Geschwindigkeit der Raumzeit anpassen, und eine unabhängige Längenmessung wäre nicht möglich.


    Gruß

    Stephan

    Stephan,

    eine Gravitationswelle hat doch die gleiche Wirkung auf die Raumzeit (und der darin enthalten Materie), als wenn man in der Nähe eine Masse hin- und wegzaubern könnte. Wenn die Masse da ist, dann hat man Längenkontraktion, Zeitdilation usw. im Gravitationspotential und wenn sie weg ist, hat man es nicht.


    Wenn Uhren unter diesen Umständen mit anwesender Masse langsamer laufen, dann betrachte doch einfach ein Interferometer als Uhr. Die Interferenzstreifen zeigen dir an, ob beide Arme im Michelson-I-Meter synchron laufen oder nicht.


    Theoretisch müsste man Gravitationswellen auch über Lichtkrümmung nachweisen können. Sprich ein Laser zielt 20 km entfernt auf eine Zielscheibe und "wackelt", wenn die Gravitationswelle kommt. So wurde doch 1919 bei einer Sonnenfinsternis das erste Mal die allg. RT experimentell bestätigt.

    Ja. einfach ne Masse hinmachen und wieder wegzaubern. Was mich interessiert, ob sich das Licht dafür auch interessiert. Also wird es von einer Masse abgelenkt?, ist es in seiner Nähe langsamer? Und wie genau, sinkt die Frequenz oder die Wellenlänge?

    Und wie kann man mit so moduliertem Licht Längen absolut messen?


    Schöner wär, die Frequenz bliebe, und die Wellenlänge änderte sich, Wie eine aufgemalte Sinuswelle auf Karo im aufgeblasenen Luftballon.

    Zwar hat die Natur nicht die erste Aufgabe, so zu funzen, dass wir uns das möglichst gut vorstellen können.

    Aber unsere Gehirne sollten so sein, dass sie die Natur begreifen können. Und vor allem Modelle und Erklärungen, die unseren Gehirnen entsprangen.

    Zitat von quilty

    Oder anders gefragt: Inzwischen kann man ja die Lichtgeschwindigkeit sehr genau messen. In so einer Versuchsanordnung kann man ja wohl annehmen, dass die Anordnung und der Beobachter in einem Inertialsystem sind. Gemessen wird klassisch, also wie lange braucht das Licht für das Durchlaufen einer vorher gemessenen Distanz? Wenn aber während der Messung nun gerade eine Gravitationswelle durchläuft, welche diese Distanz staucht, ist dann das gemessene Licht etwas schneller als normal? Woher wissen wir dann, wann wir die wahre Lichtgeschwindigkeit messen?

    Mit derselben Apparatur, mit der die Längenstauchungen gemessen wurden, kann auch wie im Michelsonversuch die Lichtgeschwindigkeit gemessen werden. Und dann würde man je nach dem verschiedene Lichtgeschwindigkeiten messen. Das heißt doch, die Lichtgeschwindigkeit ist genau so unsicher wie die Länge, oder?


    Angeblich soll man mit dem Ligo relative Längenänderungen messen können, die ein Atomdurchmesser auf der Entfernung von Erde zur Sonne entspricht. Also, die astronomische Einheit kann auf die Genauigkeit einer atomaren Einheit genau gemessen werden. So wurde es vorgetragen. Da wird mir schwindlig.

    Hallo Stephan,


    mit dem Interferometer wird nicht die Lichtgeschwindigkeit gemessen, sondern die Phasendifferenz des Lichts, das gerade die gestauchten bzw. gestreckten Arme durchlaufen hat. Diese Phasendifferenz ergibt sich aus der minimal unterschiedlichen Lichtlaufzeit, wobei man die Lichtgeschwindigkeit als konstant annehmen kann. Dazu kommt, die Lichtwellenlänge ist um viele Größenordnungen kleiner als die Gravitationswellenlänge, sodass man schon dadurch zu einer hohen Messgenauigkeit kommt, zumal die Strecke während einer Stauchung/Dehnung vom Licht vielfach durchlaufen wird.

    Mit dem Michelson-Morley Interferometer wollte man den Lichtäther nachweisen, relativ zu dem sich die Erde bewegt. Doch man fand keine Richtungsabhängigkeit. Die gibt es bei Gravitationswellen genauso wenig. Könnte man im flachen Raum beim Durchgang einer Gravitationswelle die Krümmung messen, dann erhielte man als Winkelsumme im Dreieck Werte. die mit der Periode der Welle geringfügig um 180° oszillieren.


    Grüße

    Günter

    Zitat von GünterD

    Doch man fand keine Richtungsabhängigkeit. Die gibt es bei Gravitationswellen genauso wenig.

    Gravitationswellen haben eine Ausbreitungsrichtung, die man sehr wohl feststellen kann. Der Punkt ist doch, dass man in einem statischen Gravitationspotential wie das der Erde oben und unten unterscheiden kann. Unten stehe ich mit den Füßen auf dem Boden, oben ist der Kopf. Genau das macht Schwerkraft aus.
    Und genau diese Unterschiede erleben die Gravitations-I-Meter beim Durchlaufen einer Welle, denn die Gravitationswelle selbst breitet sich mit LG aus. Der eine Arm wird richtungsabhängig anders/früher erfasst als der andere um 90° versetzte. Wenn die G-Welle aus der falschen Richtung kommt und beide Arme gleichmäßig trifft, können die nichts messen. In dieser Richtung ist das I-Meter quasi blind.

    Man muss sich einfach nur vorstellen, was mit einem auf einer Waage bzgl. Gewichtsmessung passieren würde, wenn dicht über dem Kopf ein Neutronenstern hinweg fliegen würde. Man würde kurz abheben (der Neutronenstern würde die Erdschwerkraft neutralisieren). Der Effekt ist natürlich kleiner und entsprechend verzögert wahrnehmbar, wenn der Neutronenstern zig Millionen Lichtjahre entfernt ein SL umkreist. Die I-Meter messen genau diese Folgen, nicht die Gravitationswelle selbst, so wie meine Haushaltswaage, die aber mangels Messgenauigkeit da nichts anzeigt.


    Zitat von GünterD

    Dazu kommt, die Lichtwellenlänge ist um viele Größenordnungen kleiner als die Gravitationswellenlänge, sodass man schon dadurch zu einer hohen Messgenauigkeit kommt

    Du meinst - glaube ich - die Teststrecke im I-Meter nicht die Wellenlänge des Lichts, mehrfach durchlaufen sind das so ~ 60 km oder 200 Mikrosekunden (irgendwie in dieser Größenordnung) im I-Meter vs. Frequenz der Gravitationswelle. Beispielsweise die Umlaufzeit zweier SL, was eher im Millisekundenbereich ist. Nimm unsere Sonne, als SL hätte die 3 km Durchmesser. Wenn sich zwei davon umkreisen, würden die kurz vor der Verschmelzung 10 km pro Umdrehung mit fast LG zurück legen und kämen auf eine Gravitationswellenfrequenz, welche vom LIGO nicht mehr erfasst würde. Ist wie unser Ohr, das kein Ultraschall hört, weil es dafür nicht konstruiert ist.

    Hallo


    Bei einer Sonnenfinsternis Gravitation nachgewiesen?

    Wenn der Mond die Sonne um 5grad verfehlt gibt sicher Kaun eine Unterschied.

    Und das hat das Licht verbogen? Diese masselosen Teilchen lassen sich beeinflussen? Und das überwiegt den Effekt das die Erdkruste verformt wird was viel einfacher ist stört den Effekt ja gar nicht😂

    Müsste man den Test im All aufbauen um so einige störqellen wegzubekommen.

    Oder das Licht durch eine Glasfaser geben das wäre von Lufteinflüssen und Erderschütterungen sicher


    Gruß Frank

    Zitat von Kalle66

    Gravitationswellen haben eine Ausbreitungsrichtung, die man sehr wohl feststellen kann.

    Ja natürlich. Ich bezog mich auf das Michelson-Morley Experiment: Es gibt keine Richtungsabhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit, was sinngemäß ebenso für Gravitationswellen gilt. Natürlich sieht man elektromagnetische und Gravitationswellensignale aus der Richtung der Quelle.


    Zitat von Kalle66

    Du meinst - glaube ich - die Teststrecke im I-Meter nicht die Wellenlänge des Lichts

    Doch, die meine ich. Du kannst dir leicht ausrechnen, wie oft die Lichtwellenlänge des Lasers in die Wellenlänge eines von LIGO detektierten Signals "passt".

    Hallo


    Gravitationswelle... Das setzt eine Ausbreitungsgeschwindigkeit hervor.

    Gesetzt dem Fall es gibt keine ist die Gravitationskraft aber an allen Orten gleichzeitig, dann geht die Raumverbiegung an allen Orten gleichzeitig hoch und runter.

    Das ein Körper sich auf der der Quelle näher liegenden Seite mehr verformt, dies sich zurück formt und es in dem Körper zu einer Welle kommt bedeutet nicht das der Körper von einer Welle getroffen wurde.

    Wenn man einen Stein gegen eine Glocke wirft kann man eine Welle wahrnehmen, dem Stein deswegen welleneigenschaften zuschreiben geht mal nicht.

    Interessanter Weise kann man das aus 50m Entfernung tun oder mit doppelter Geschwindigkeit aus 100m

    Zugegegeben, werfe ich 1000 Steine die Sekunde wird man doch eine 1000Hz Welle nachweisen, das bedeutet aber nicht das die Steine eine 1000HZ Welle waren.


    Umreisende schwarze Löcher erzeugen sicher eine Welle allerdings bei dem geringem Abstand untereinander und der großen Entfernung sollte das nicht mehr nachweisbar sein.

    Irgendwie ist mir das wie a+b*c=x, wobei a und b nicht nachgewiesen sind


    Gruß Frank

    Zitat von FRANK21

    Gravitationswelle... Das setzt eine Ausbreitungsgeschwindigkeit hervor.

    Gesetzt dem Fall es gibt keine ist die Gravitationskraft aber an allen Orten gleichzeitig, dann geht die Raumverbiegung an allen Orten gleichzeitig hoch und runter.

    Gravitationswellen breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus. Voraussetzung ist ein zeitlich veränderliches Quadrupolmoment. Ein solches haben beispielsweise sich umkreisende Massen, nicht aber eine rotierende kugelsymmetrische Masse. Ganz interessant, das System Erde - Sonne strahlt Gravitationswellen der Leistung 200 Watt ab.


    Zitat von FRANK21

    Umreisende schwarze Löcher erzeugen sicher eine Welle allerdings bei dem geringem Abstand untereinander und der großen Entfernung sollte das nicht mehr nachweisbar sein.

    Doch, wurde von LIGO nachgewiesen. ;)

    Also, das Licht, das nahe der Sonne vorbeiläuft, wird leicht abgelenkt, das ist wohl allgemeine Kenntnis. Dabei ist die Sonnenfinsternis nur deswegen wichtig, weil man das bei der Sonnenfinsternis sehen kann.


    Für mich ist das Michelson-Morley- Experiment und die neuen Ligo und Vigo-Experimente ziemlich ähnlich, wie gesagt das erste war statisch, das zweite dynamisch, also zeitaufgelöst.

    Und genauso wie man die Lichtgeschwindigkeit misst, kann man auch die Längen messen, und umgekehrt, mit derselben Anordnung-

    Wenn man jetzt die Lichtgeschwindigkeit mäße mit dem Ligo und die Messarme als unveränderlich in der Länge annähme, käme man auf unterschiedliche Lichtgeschwindigkeiten. Das heißt doch, das Licht macht diese Raumzeitschwankungen nicht mit, oder?

    Dann aber würde man eben, genau gemessen, eigentlich nie die exakt richtige Lichtgeschwindigkeit messen, weil ja wahrscheinlich immer irgendwelche Streckungen und Stauchungen da sind. Und warum macht das Licht, wenn es sich nicht von Stauchungen der Raumzeit beeinflussen lässt, doch einen Bogen um die Sonne?


    Ich verstehe das nicht. Aber es scheint, ihr versteht nicht, was ich nicht verstehe. (Da wären wir uns ja einig :)


    Und nochmal zurück zum alten Michelson-Versuch. Wenn jetzt nun das Licht entlang einer Länge (in Bewegungsrichtung der Erde, jedenfalls relativ zum gedachten Äther) langsamer wäre, aber diese Strecke in dieselbe Richtung entsprechend relativistisch gestaucht wäre, hätte man keine Laufzeitunterschiede gemessen. Oder eben doch, wenn nämlich das Licht diese Lorenz-Kontraktion nicht mitmacht. Aber dann hätten wir wieder den oben genannten Fall. So verstehe ich nicht einmal, wie dieses Experiment nach Kenntnis von der RLT als Beweis für die Nichtexistenz des Äthers taugt. Mir fehlt da einfach ein Baustein, zum Beispiel son Äther zur Vorstellung.


    Und nochmal: Es hieß, Mit dem Ligo hönnte man relative Längenänderungen messen entsprechend einer atomaren Einheit auf der Länge der astronomischen Einheit. Die große Einheitliche Theorie :) Wenn nicht so viele gescheite Leute, von denen ich Einige kenne, so felsenfest davon überzeugt wären, würde ich sagen: Da kann was nicht stimmen. Ein weiterer Grund zu Misstrauen ist bei mir, dass die Gravitationswellen (ich glaube Transversalwellen?) wieder genau Lichtgeschwindigkeit haben. In diesem Äther :) muss es doch noch was Anderes geben!. Aber wie gesagt, die Leute wissen mehr darüber und sagen, das ist so, da kann ich nicht behaupten, das ist anders. Aber vorstellen kann ichs mir nicht. Und da hoffe ich, irgendwer kann sich das vorstellen und so beschreiben, dass ich mir das auch vorstellen kann.


    Gruß

    Stephan

    Zitat von quilty

    Wenn man jetzt die Lichtgeschwindigkeit mäße mit dem Ligo und die Messarme als unveränderlich in der Länge annähme, käme man auf unterschiedliche Lichtgeschwindigkeiten. Das heißt doch, das Licht macht diese Raumzeitschwankungen nicht mit, oder?

    Das Licht läuft durch die Raumzeit immer schön gerade aus. Wenn die Raumzeit 'gekrümmt' ist, folgt es dieser Kurve. Man käme oder kommt nicht auf eine unterschiedliche Lichtgeschwindigkeit im Vakuum. Unveränderlich in der Länge kann man annehmen, wäre aber falsch.

    Zitat von FRANK21

    Bei einer Sonnenfinsternis Gravitation nachgewiesen?

    Arthur Stanley Eddington fuhr um die halbe Welt um die Sonnenfinsternis am 29. Mai 1919 zu beobachten. Ein Engländer, welcher kurz nach dem ersten Weltkrieg, die Thesen des deutschen Einsteins überprüfte. Durch die Sonnenfinsternis konnte er Sterne direkt neben der Sonne vermessen und stellte fest, dass die Sonne wie eine Gravitationslinse wirkt und das Licht (die Raumzeit) krümmt. Die Winkelabstände der Sterne, deren Licht direkt an der Sonne vorbei strahlten, waren entsprechend verzerrt im Vergleich zu Fotoplatten, die man ein halbes Jahr zuvor (ohne störende Sonne) ermittelt hatte. Der Mond war die ideale Blende, um diese Sterne am Tag zu sehen. Die Mondmasse selbst konnte man sogar glatt ignorieren.


    Das war damals der Durchbruch für die Akzeptanz allg. RT. Das erste Experiment zum Nachweis der Raumkrümmung durch Masse.


    Im Unterschied zu damals, als man noch Sternenlicht brauchte, erzeugen die im LIGO ihr Referenzlicht per Laser und warten bis eine Gravitationswelle das Laserlicht verzerrt. Der Rest ist Mathematik.


    *****


    Womit Stephan (quilty) - so wie ich seine Frage verstehe - ein Problem (a) hat, ist doch, dass er meint, dass die Verzerrungen durch die Gravitationswellen auf die Mechanik des I-Meters genauso einwirken wie auf das Laserlicht selbst und deshalb nichts gemessen werden dürfte. Aber das ist nicht der Fall. Das zweite Problem (b) ist, sich vorzustellen, dass die beiden Messarme des I-Meters unterschiedlich betroffen sind, weil die Auswirkungen einer G-Welle richtungsabhängig sind.


    Baue gedanklich ein I-Meter auf der ISS auf und drehe einen Arm zur Erde (nach 'unten'). Der Endspiegel ist dann näher zur Erde, das Licht in diesem Arm kriegt eine höhere Erdgravitations ab und u.a. läuft in diesem Arm die Zeit langsamer ab. Entsprechend verschiebt sich das Interferenzmuster, weil die Wellenfronten jetzt andere Laufzeiten haben. Genau das Gleiche passiert, wenn eine G-Welle aus einer bestimmten Richtung das I-Meter trifft. Für einen kurzen Moment, verschiebt sich die Wellenfront in einem Arm, als ob da jemand eine zusätzliche Masse hingezaubert hätte. Man muss das nur schnell genug in den Interferenzstreifen messen. Wenn das Licht im I-Meter länger unterwegs ist, als die G-Welle andauert, wird man kaum was messen. G-Wellen und die darin enthaltene Energie sind frequenzabhängig und haben unterschiedliche Ursachen. Wenn zwei SL sich umkreisen, geht's um Millisekunden, wenn sich zwei Galaxien umkreisen, dauert so eine Welle schon mal hunderte Millionen Jahre.


    Wenn man sich die allg. RT anschaut, dann fängt die mit dem Satz an: "Wenn es eine Grenzgeschwindigkeit c (Lichtgeschwindigkeit LG) gibt, die für alle Referenzsysteme (Beobachter) gleich ist und wenn noch ein paar andere Voraussetzungen gültig sind, dann folgt daraus ... (mit mathematischer Logik) die allg. RT. Das heißt, die allg. RT beweist nicht, dass die LG konstant ist, sondern nimmt an, dass es so ist und zieht daraus ihre Schlüsse.


    PS: Viel spannender finde ich die Frage, ob und wie G-Wellen durch einen Linseneffekt verstärkt werden könnten? Oder wie sie von der Hubble'schen Rotverschiebung beeinflusst werden.

    Ja, das ist die Frage. Macht das Licht die Verzerrungen der Raumzeit mit? Oder welche davon? Es wird von der Sonne (Gravitationsfeld) abgelenkt, aber von Gravitationswellen nicht beeinflusst? Und der Versuch mit einem Ligo-Arm in die Erde rein ist auch gut, wieder statisch gedacht. Ich habe jetzt also beide Arme gleich lang und das Lichtsignal ist konstant. Was würde passieren, wenn jetzt ein Arm zur Erde (oder einfacher nach oben) gedreht würde? Würde sich das Signal ändern, weil die Armlänge sich ändert? Ist das Licht, radial nach außen gestrahlt, also gegen die Gravitation tatsächlich genau so schnell? Aus einem schwarzen Loch kommt es nicht raus, von der Sonne wird es abgelenkt, so sollte es radial auch etwas langsamer sein, oder? Was wäre also das Ergebnis der Messung?


    Gravitationswellen könnte ich mir auch viel leichter als Längswellen (Stoßwellen im Äther) vorstellen als als Querwellen.

    Zitat von FRANK21

    Hat man die Ausbreitungsgeschwindigkeit gemessen?

    Man hat ein Wellenmuster aufgezeichnet, wie ein Seismometer bei Erdbeben, und dieses Muster passt perfekt zu einem Sollmuster, das man theoretisch durch die Umkreisung zweier SL erhält, die kurz vorm Verschmelzen sind. Inzwischen gibt es weitere Signale, bin da aber nicht auf dem Laufenden.


    Man hat sogar Zeitversätze der I-Meter (es gibt mehrere LIGO) gemessen und kann damit auf die Himmelrichtung triangulieren, woher das Signal kommt. Dazu kommt, dass ein LIGO selbst wie eine Dipolantenne nur für bestimmten Richtungen und G-Wellenlängen empfindlich ist.

    Zitat von FRANK21

    Hat man die Ausbreitungsgeschwindigkeit gemessen?

    Bei dieser Messung https://de.wikipedia.org/wiki/GW170817 wurden Gravitationwellen sowie quasi zeitgleich 1,7 Sekunden nach dem Ende des Gravitationssignals

    ein Röntgenblitz detektiert, dazu konnte im optischen Bereich das "Nachglühen" beobachtet werden. Damit gilt als nachgewiesen, dass die Geschwindigkeit von Gravitationswellen sich höchstens um einen winzigen Betrag von der des Lichts unterscheidet

    Zitat von FRANK21

    Müsste man den Test im All aufbauen um so einige störqellen wegzubekommen.

    Oder das Licht durch eine Glasfaser geben das wäre von Lufteinflüssen und Erderschütterungen sicher

    Die Messstrecken befinden sich in einem Hochvakuum, Erderschütterungen werden ausgeschlossen, da für Messungen immer zwei Observatorien ausgewertet werden. Bei LIGO die Anlagen in Hanford und in Livingstone. Irdische Erschütterungen würden zu einem viel größeren zeitlichen Unterschied führen, die mit Lichtgeschwindigkeit eintreffenden Gravitationswellen führen zu einer zeitlichen Differenz von 10ms zwischen beiden Anlagen

    Zitat von quilty

    Schöner wär, die Frequenz bliebe, und die Wellenlänge änderte sich, Wie eine aufgemalte Sinuswelle auf Karo im aufgeblasenen Luftballon.

    Das ist schlichtweg unmöglich, die Frequenz ist nichts anderes als 1/Wellenlänge, damit ändern sich zwangsläufig beide Werte. Das gilt auch für dein Beispiel mit dem Ballon- wird der größer, wird die Welle gestreckt und damit wird die Frequenz kleiner. Das gilt, wenn du dazu ein nicht mit dem Ballon verknüpftes Messwerkzeug benutzt. Nimmst du aber das Karo als Messgrundlage, dann wird dein Maßstab ebenso gestreckt wie die Welle und damit bleibt auch die Frequenz gleich

    Zitat von stefan-h

    Bei dieser Messung https://de.wikipedia.org/wiki/GW170817 wurden Gravitationwellen sowie quasi zeitgleich 1,7 Sekunden nach dem Ende des Gravitationssignals

    ein Röntgenblitz detektiert, dazu konnte im optischen Bereich das "Nachglühen" beobachtet werden. Damit gilt als nachgewiesen, dass die Geschwindigkeit von Gravitationswellen sich höchstens um einen winzigen Betrag von der des Lichts unterscheidet

    Hallo


    demnach war die Gravitationswelle schneller wie das Licht, wirft das nicht neue Fragen auf? es sollte ja nichts schneller wie das Licht sein

    ist wohl die Gravitation für den Blitz verantwortlich, war geringfügig zu erst da und hat das Licht aufgehalten, dann müsste man aus dem zeitlichem Versatz die stärke des Gravitationsausbruches errechnen können wenn man der Annahme Lichtgeschwindigkeit ist das Maximum folgt


    Gruß Frank

    Ja das Karo und die Sinuswelle auf dem Ballon. Der Ballon ist jetzt die Erde, das Karo die Ligo-Arme und die Sinuswelle ist das Licht. Wo stimmt die Analogie nicht?


    Wenn also das Licht nicht durch die Gravitation beeinflusst wird (wie z.B. im Glas, wo seine Frequenz gleich bleibt aber seine Wellenlänge auf ca. 2/3 sinkt) kann seine (gemessene) Geschwindigkeit eigentlich nur zufällig genau Lichtgeschwindigkeit sein, da man doch davon ausgehen muss, dass die Längen immer irgendwie gravitativ verändert sind, oder?


    Nochmal die zwei Gedankenexperimente.

    1. MIchelson-Versuch. Licht quer und längs Erdbewegungsrichtung, in beide Richtungen gleich schnell? Längen in beide Richtungen gleich groß (trotz Lorenz-Kontraktion)?

    2. Ligo im Gleichgewicht. Ein Arm nun nach oben. Wie ändert sich das Signal? Und warum? Weil die Arme nicht mehr gleich lang sind, weil das Licht nach oben langsamer ist oder beides oder gar nicht? Und wenn das Licht radial von der Erde weg langsamer sein sollte, sinkt die Frequenz oder die Wellenlänge oder beides?


    Wer das verstanden hat, kann das alles beantworten. Ich nicht.


    A propos. Silvester hat auch sein Gutes. Ich hab schon immer den Eindruck gehabt, direkt vor dem Knall kommt schon ein Auftakt, ähnlich wie wenn einer das Mikro einschaltet, also so ca. 0,05 Sekunden vorher.

    Es kommt schon ein Signal vor dem Signal. Aber der Knall ist so kurz, dass das Signal erheblich in Ausbreitungsrichtung ausgedehnt sein und entsprechend dispergieren muss.

    Das reicht wahrscheinlich zur Erklärung.

Jetzt mitmachen!

Sie haben noch kein Benutzerkonto auf unserer Seite? Registrieren Sie sich kostenlos und nehmen Sie an unserer Community teil!

Benutzerkonto erstellen Anmelden