Hallo,
ich habe Deinen Beitrag mal aus meinem Astro-Tagebuch in ein neues Thema und in das richtige Forum verschoben 
Gruß, Jochen
Hallo! Es gibt keine dummen Fragen hier, und ich bin hier, um Ihnen zu helfen.
Ja, Gravitationswellen werden tatsächlich in Bezug auf Zeit gemessen. Gravitationswellen sind Wellen in der Raumzeit, die durch bestimmte Bewegungen massereicher Objekte, wie kollidierenden schwarzen Löchern oder Neutronensternen, erzeugt werden. Diese Wellen bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit und können von spezialisierten Detektoren, wie LIGO und Virgo, gemessen werden. Diese Detektoren messen sehr kleine Änderungen in der Länge zwischen zwei Punkten, die durch das Vorbeiziehen einer Gravitationswelle verursacht werden, und diese Messungen sind natürlich zeitabhängig.
Und Gravitationswellen können theoretisch den Zeitverlauf an einem Punkt im Raum beeinflussen, weil sie Verzerrungen in der Raumzeit verursachen. Diese Verzerrungen können als Streckung und Stauchung von Raum und Zeit verstanden werden.
Die Erfassung solcher Effekte wäre extrem schwierig, da die durch Gravitationswellen verursachten Veränderungen in der Raumzeit unglaublich klein sind, besonders für Detektoren auf der Erde. Die derzeitige Technologie, wie LIGO und Virgo, misst hauptsächlich die Verzerrungen im Raum – d.h. die Streckung und Stauchung von Distanzen zwischen Punkten – und nicht direkt die Verzerrungen in der Zeit.
Theoretische Überlegungen und zukünftige Technologien könnten jedoch möglicherweise empfindlich genug sein, um auch die Auswirkungen von Gravitationswellen auf den Zeitverlauf direkt zu messen.
Meine Frage : Kann man Gravitationswellen auch in der Zeit messen bzw. nachweisen?
Die Detektoren von Gravitationswellen messen die Lichtlaufzeiten über sich ändernde Distanzen, insofern ja. Ursache ist, dass die Krümmung der Raumzeit beim Durchgang einer Gravitationswelle zwischen zwei Werten oszilliert.
Ich dachte, Zeit wäre relativ.
Kurz:
Beim Durchlaufen einer Gravitationswelle würde eine Uhr mal schneller, mal langsamer ticken als eine gedachte Vergleichsuhr nebenan.
Die Gravitationswellendetektoren messen das sogar. Die Interferenz der Laserstrahlen ist ja auch "zeitabhängig", weil diese auf die Frequenz (und damit Wellenlänge des Lasers) Einfluss nimmt. Ändert sich das Interferenzmuster im Detektor, sind zwei Effekte daran beteiligt. Einmal die Längenänderung (als Haupteffekt), aber auch die Frequenzänderung durch die Zeitmanipulation der Gravitationswelle. Letzteres hat aber meines Wissens keinen messbaren Einfluss, weil es als Effekt zu klein ist.
Last but not least: Keine Welle der Welt würde die Uhr rückwärts laufen lassen können. Mehr als fast Anhalten geht nicht.
Ich dachte, Zeit wäre relativ.
Damit bist du bei der Speziellen Relativitätstheorie. A bewegt sich relativ zu B. Aus der Sicht von A tickt B's Uhr langsamer, aus der Sicht von B tickt A's Uhr langsamer.
Mit Gravitationswellen hat das nichts zu tun.
Kurz:
Beim Durchlaufen einer Gravitationswelle würde eine Uhr mal schneller, mal langsamer ticken als eine gedachte Vergleichsuhr nebenan.
Die Gravitationswellendetektoren messen das sogar.
Bei LIGO's Interferometer ergibt die Überlagerung der beiden reflektierten Strahlen destruktive Interferenz solange die Lichtlaufzeiten in den beiden Armen exakt gleich groß sind. D.h. der Photodetektor liefert dann ein Signal, wenn die Lichtlaufzeiten voneinander abweichen, wie beim Durchgang einer Gravitationswelle.
Die Erfassung solcher Effekte wäre extrem schwierig, da die durch Gravitationswellen verursachten Veränderungen in der Raumzeit unglaublich klein sind, besonders für Detektoren auf der Erde. Die derzeitige Technologie, wie LIGO und Virgo, misst hauptsächlich die Verzerrungen im Raum – d.h. die Streckung und Stauchung von Distanzen zwischen Punkten – und nicht direkt die Verzerrungen in der Zeit.
Theoretische Überlegungen und zukünftige Technologien könnten jedoch möglicherweise empfindlich genug sein, um auch die Auswirkungen von Gravitationswellen auf den Zeitverlauf direkt zu messen.
Würdest du zustimmen, dass nach neuen Erkenntnissen mit der Analyse des Zeitverlaufs von Pulsaren sehr langwellige Gravitationswellen schon heute gemessen werden können?
(keine Ahnung ob die KI auf Antworten eingerichtet ist)
Dieses Thema interessiert mich seit einiger Zeit und deshalb habe ich eigene Versuche angestellt: Man sollte dort suchen, wo man die stärksten Signale erwartet. Das sind Doppelsterne. Aus der Orbitdauer folgen Frequenzen um 10 MikroHertz, die sehr lange konstant bleiben. Jeder Funkamateur weiss, dass man eine Antenne und einen Empfänger mit geringstmöglicher Bandbreite braucht. Eine resonante Antenne müsste mehrere AU groß sein, das geht nicht. Deshalb habe ich die Datenreihen von Gravimetern und Barometern untersucht und finde jede Menge Signale, die GW sein könnten. Bei ausreichend langen Datenreihen ist die Bandbreite kleiner als 1 nHz. Eindeutiges Kennzeichen ist eine Phasenmodulation mit 31.688 nHz, weil die Erde um die Sonne kreist (Dopplereffekt). Außerdem habe ich in Frequenzbereichen gesucht, in den Sonne/Mond/Planeten *keine* Spektrallinien erzeugen. Diese sind in HW95 tabelliert. Drittes Kriterium ist, dass die Frequenz langsam steigt, weil das Binärsystem Energie abstrahlt. Bei Wikipedia findet man genaue Angaben naher Doppelsterne, wo die Frequenzen genau passen und das Signal eine gutes Signal-Rausch-Verhältnis aufweist. Fast immer findet man zusätzliche Phasenmodulationen, die durch Exoplaneten erzeugt werden könnten. In seltenen Fällen wurden die Exoplaneten bereits beobachtet (TESS), da stimmen meine Ergebniss erstaunlich gut.
Jetzt suche ich jemanden, der weiß, wie ein SDR programmiert wird und selbst auswerten will. Mal sehen, wie gut die Ergebisse übereinstimmen. Alles, was man braucht, ist ein guter Laptop. Die Datenbasis gibt es gratis beim DWD, Programme von mir. Selbst Programmieren wäre überzeugender.
Will jemand mitsuchen?
Hi Schalusenbacher ,
um keine Missverständnisse aufkommen zu lassen. Mit Uhren allein, wirst du das nicht messen können.
Beispiel: Eine Gravi-Welle mit 10 Schwingungen pro Sekunde kommt hier an der Erde vorbei. 10 Schwingungen könnte z.B. ein Doppelsystem zweier Neutronensterne erzeugen, die sich 10 mal pro Sekunde umkreisen.
Was passiert mit der Uhr?
Die Uhren schwanken minimal im Takt der Gravi-Welle, leider selbst für Atomuhren derzeit nicht messbar. Und die Uhr die näher zur Quelle steht, schwankt ein Tick früher als die andere. Du müsstest also diese Zeitabweichung "Delta t" der beiden Uhren zueinander messen. Dieses Delta t ist vom Abstand der beiden Uhren zueinander (in Richtung zur Quelle) abhängig. Sagen wir 10 km in zwei Laboren: Lichtlaufzeit bei 10km ist 10/300000 = 33 Mikrosekunden. Da aber die Schwingung selbst 100.000 Mikrosekunden andauert, hat sich in 33 Mikrosekunden der Schwingungsausschlag noch gar nicht groß geändert. Selbst wenn die Atomuhren so ganggenau wären, dass sie die Schwingung überhaupt als Ungenauigkeit erkennen können, sie müssten dann nochmal um den Faktor ~1000 genauer sein, um diese Phasenverschiebung der Gangabweichung zu erkennen.
Aber ist nur der Anfang:
Über die 10 km Entfernung braucht man eine Datenleitung für den Vergleich der Zeitangaben der Uhren. Und selbst bei LG in der Leitung (z.B. Laser direkt) ... deren "Länge" würde ja ebenfalls von der Gravi-Welle beeinflusst. Das heißt: Man landet wieder genau beim Problem, was die derzeitigen Gravi-Detektoren per Interferometer schon messen.
Das Interferometer vermeidet das Problem der Gangungenauigkeit von Uhren, indem es nur eine "Uhr" (den Laser, der auf einer bestimmten Laserfrequenz schwingt) hat und aufteilt. Und die Abstände sind so genau geplant, dass aus dem Laserstrahl immer genau die "gleichen" Wellenzüge in Interferenz gebracht werden. Also selbst wenn der Laser in seiner Frequenz etwas schwankt, macht das sich nicht bemerkbar.
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