Beiträge von GünterD im Thema „Gravitationswellen nachgewiesen!“

GünterD · 19. Februar 2016

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: GünterD
 <blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: Gert

https://labcit.ligo.caltech.edu/~ajw/LIGO_SURF02_1.pdf
Am besten Teil 1 Folie 26.

Ich habe dadurch folgende Ansicht erlangt.

Die Odulationen der Raumzeit huschen unter der Materie durch.
Die Materia ist nicht irgendwie an die Raunmzeit gepinnt.
Deswegen funktioniert überhaupt die LISA Planung im Weltraum. Da kann man die Spiegel ja nciht am Boden festschrauben.

Die Phasenverschiebung am I-Meter Ausgang entsteht also folgendermassen:

Die GW rauscht durchs I-Meter und staucht/dehnt die Raumzeit in den Armen. Die Spiegel stört das nicht. Die bleiben träge aufgehängt Ortsfest (was immer 'Ort' hier bedeuten mag). Der Laserstrahl erlebt die zwischen den Spiegel veränderte Raumzeit und fühlt eine andere Wegstrecke. Er kommt daher bei der Interferenz mit Phasenverschiebung an. Alles klar.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">
Leider nicht.

Auf Folie 26 findet sich tatsächlich eine sehr gute Erklärung. Du hast sie allerdings falsch interpretiert.

"GW acts on freely falling masses" ist anzuwenden auf die trägheitsfrei aufgehängten Spiegel. Um mit deinen Worten zu sprechen, der Durchgang einer GW stört die Spiegel, sie sind nicht ortsfest, wie du behauptest. Wären sie ortsfest hätten man kein Signal. Schau dir nochmal die Zeichnung rechts an. Damit man es nicht mißverstehen kann, sind die Spiegel sogar eingezeichnet. Die Distanzen ändern sich aufgrund der Auslenkung der Spiegel um +delta L und gleichzeitig im anderen Arm um - delta L. Dadurch kommt es zu unterschiedlichen Laufzeiten und damit zu einem Signal. Und nicht dadurch, daß der Laserstrahl zwischen ortsfesten Spiegeln eine veränderte Raumzeit erlebt, wie du offenbar glaubst.
Ich finde, klarer als in dieser Zeichnung kann man das für die Messung Wesentliche nicht darstellen.
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GünterD · 19. Februar 2016

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: Gert

https://labcit.ligo.caltech.edu/~ajw/LIGO_SURF02_1.pdf
Am besten Teil 1 Folie 26.

Ich habe dadurch folgende Ansicht erlangt.

Die Odulationen der Raumzeit huschen unter der Materie durch.
Die Materia ist nicht irgendwie an die Raunmzeit gepinnt.
Deswegen funktioniert überhaupt die LISA Planung im Weltraum. Da kann man die Spiegel ja nciht am Boden festschrauben.

Die Phasenverschiebung am I-Meter Ausgang entsteht also folgendermassen:

Die GW rauscht durchs I-Meter und staucht/dehnt die Raumzeit in den Armen. Die Spiegel stört das nicht. Die bleiben träge aufgehängt Ortsfest (was immer 'Ort' hier bedeuten mag). Der Laserstrahl erlebt die zwischen den Spiegel veränderte Raumzeit und fühlt eine andere Wegstrecke. Er kommt daher bei der Interferenz mit Phasenverschiebung an. Alles klar.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">
Leider nicht.

Auf Folie 26 findet sich tatsächlich eine sehr gute Erklärung. Du hast sie allerdings falsch interpretiert.

"GW acts on freely falling masses" ist anzuwenden auf die trägheitsfrei aufgehängten Spiegel. Um mit deinen Worten zu sprechen, der Durchgang einer GW stört die Spiegel, sie sind nicht ortsfest, wie du behauptest. Wären sie ortsfest hätten man kein Signal. Schau dir nochmal die Zeichnung rechts an. Damit man es nicht mißverstehen kann, sind die Spiegel sogar eingezeichnet. Die Distanzen ändern sich aufgrund der Auslenkung der Spiegel um +delta L und gleichzeitig im anderen Arm um - delta L. Dadurch kommt es zu unterschiedlichen Laufzeiten und damit zu einem Signal. Ich finde, klarer als in dieser Zeichnung kann man das für die Messung Wesentliche nicht darstellen.

GünterD · 17. Februar 2016

Gert, schade, daß die dir angebotenen Erklärungen nicht fruchten. Sie zu wiederholen würde wahrscheinlich auch nicht helfen.

Vielleicht schaust du nochmal hier. Wenn du dir 2 gegenüberliegende Testpartikel durch Spiegel ersetzt denkst (darauf hatte ich dich weiter oben schon hingewiesen), dann ändert sich deren Position entsprechend. Du kannst dir einen Maßstab zwischen den Spiegeln vorstellen. Ändert sich sich die Position der Spiegel lokal relativ zum Maßstab?

GünterD · 16. Februar 2016

Hallo Gert!
<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: Gert
<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: GünterD
 Bei solchen Diskussionen wird manchmal die freie Aufhängung der Spiegel übersehen. Diese folgen dadurch kräftefrei der Dehnung in dem einen, bzw. gleichzeitigen Stauchung des Raums in dem anderen Arm des Instruments. D.h. es erfolgt gleichzeitig eine Abstandsvergrößerung und eine Abstandsverkürzung, was über die Laufzeitmessungen detektiert wird. Wenn ich mich richtig erinnere, gehen die Lichtpulse ein paar mal hin und her (eine Art sampling). Das kann man machen, weil die Lichtlaufzeit kurz verglichen mit der Dauer der Periode der Gravitationswelle ist.
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Die Signifikanz der Aufhängung besteht in der Entkopplung von Störungen (Vibrationen) aus der Umbegung. Für das eigentliche Messprinzip halte ich das nicht für Ausschlaggebend.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">
Weil du die Erläuterung zur freien Aufhängung s. oben noch nicht zur Kenntnis genommen hast. Gegenbeispiel: Stell die einen starren Stab vor, an dessen Ende Spiegel starr befestigt sind. Ändert sich deren Abstand beim Durchgang einer Gravitationswelle?
<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: Gert<li>Bei der Dehnung/Stauchung der Raumzeit bleiben die Spiegel zurueck und erzeugen den Wegunterschied im I-Meter.</li>
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">
Die Raumzeit ist bereits dynamisch. Es ist der Raum, der gedehnt/gestaucht wird. Die Spiegel bleiben nicht zurück, sondern ändern im Takt der durchgehenden Gravitationswelle ihre Position und dies gegenläufig, s. oben.
<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: Gert<li>Bei der Dehnung/Stauchung der Raumzeit sind die Spiegelatome starr an den Raum gekoppelt und bewegen sich (trägheitsfrei). Das Licht erfährt die selbe Raumzeit und es ist erstmal nicht klar wo die Phasendifferenz herkommt.</li>
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">s. oben "Änderung der Position". Das Licht durchquert den Raum und es ist klar, daß eine Phasendifferenz durch unterschiedliche Laufzeiten generiert wird.
<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: Gert<li>Der Laserstrahl erfährt bei durchlaufen der GW eine Rotverschiebung. Wer hatte das schicke Beispiel mit der Bleikugel gebracht? Aber es gibt ja auch den Weg zur Bleikugel. Gedankenexperiment: Ich stehte 10m vor der Kugel. Kurz vor der Kugel is ein Spiegel. Ich schicke einen Lichtstrahlt zum Spiegel. Auf dem Weg dorthin wird er Blauverschoben, triffty den Spiegel, wird reflektiert und kommtzu mir zurueck. Dabei wird er rotverschoben. Heben sich Blauverschiebung und Rotverschiebung auf? Wo ist dann der Trick?</li><hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">
Im Interferometer spielt nicht eine Rotverschiebung sondern die Lichtlaufzeit eine Rolle.
Kein Trick, auf dem Weg zur Bleikugel gewinnt das Photon Energie, auf dem Weg zurück verliert es sie wieder.
<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: Gert<li>Das Ganze liegt am Quadrupolmoment der GW und ist mit keinem der Vorstellung zugänglichen Model verständlich</li>
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Das Ganze, Abstrahlung von GW, basiert auf dem zeitlich veränderlichen Quadrupolmoment von Massen, z.b. von sich umkreisende Massen. Die Erde strahlt 200 Watt ab. Bei sich sphärisch symmetrisch verändernden Massen (theoretisch aber nicht praktisch bei einer Supernova) passiert nichts, weil sich das Quadrupolmoment nicht ändert, obwohl Masse beschleunigt wird.

GünterD · 15. Februar 2016

Hallo Dominik,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: DK279
 ja, genau so ist es natürlich! Ich hoffe, es war nicht mein obiger Post, der dazu geführt hat dass sich nun die Diskussion in Richtung "Rotverschiebung" drehte, bzw. dass sich Poster in das Bild "Frequenzänderung" verliebten (nicht böse gemeint!). Ich meinte mit "Rotverschiebung 5" einfach nur ein beliebiges Beispiel für ein weit entferntes Objekt. Die direkteste Erklärung für die Funktionsweise von LIGO und Co. ist wirklich der Laufzeitunterschied.
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Nein, ich dachte ich könnte Gert mit dem Hinweis auf die freien Spiegel einen Verständnishinweis geben.

Wenn wir hier schon bei Verständnisproblemen sind, da wird hartnäckig die Auffassung verteidigt (nicht in diesem thread, glaube ich) Gravitationswellendetektoren könnten kein Signal messen, weil die Lichtwellenlänge mit dem Raum gedehnt wird und sich netto nichts ändert. Obwohl das richtig ist, läßt es völlig außer acht, was tatsächlich gemessen wird. Harmlos ist dagegen die Vorstellung von "Dehnen" und "Stauchen" des Raums, was die ART so nicht hergibt. Danach sind die Spiegel mitbewegt und die Eigenlänge zwischen ihnen ändert sich. Das sage ich natürlich nicht Dir sondern ev. daran interessierten Mitlesern.

GünterD · 14. Februar 2016

Bei solchen Diskussionen wird manchmal die freie Aufhängung der Spiegel übersehen. Diese folgen dadurch kräftefrei der Dehnung in dem einen, bzw. gleichzeitigen Stauchung des Raums in dem anderen Arm des Instruments. D.h. es erfolgt gleichzeitig eine Abstandsvergrößerung und eine Abstandsverkürzung, was über die Laufzeitmessungen detektiert wird. Wenn ich mich richtig erinnere, gehen die Lichtpulse ein paar mal hin und her (eine Art sampling). Das kann man machen, weil die Lichtlaufzeit kurz verglichen mit der Dauer der Periode der Gravitationswelle ist.