Gravitationswellen und Planck-Länge
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Gravitationswellen und Planck-Länge
Gravitationswellen wurden endlich gemessen. Geil
Was ich bisher verstehe:
Gravitationswellen sind das gravitative Pendant zu Elektromagnetischen Wellen.
Gravitationswellen werden bei der Beschleunigung von Masse erzeugt.
Gravitation ist im Gegensatz zu den anderen Grundkräften ohne untere Grenze. d.h. Masse auf der Erde hat Einfluss auf Masse am anderen Ende des Beobachtbaren Universums.
Es gibt im Universum die Planck-Länge unterhalb derer physikalische Gesetze keinen Sinn machen.
Was ich mich frage:
Wenn ich jetzt meinen Arm bewege beschleunige ich ja geringste Mengen an Masse.
Entstehen dabei jetzt also Gravitationswellen, auch wenn die Raumverzerrung dann unterhalb einer planck-länge stattfinden müsste?
oder noch extremer: verlieren zwei elektrisch neutrale atome die nur durch gravitation umeinanderkreisen durch gravitationswellen energie?
gibt es hier physik-cracks die mir bei dem Gedanken helfen können?
Was ich bisher verstehe:
Gravitationswellen sind das gravitative Pendant zu Elektromagnetischen Wellen.
Gravitationswellen werden bei der Beschleunigung von Masse erzeugt.
Gravitation ist im Gegensatz zu den anderen Grundkräften ohne untere Grenze. d.h. Masse auf der Erde hat Einfluss auf Masse am anderen Ende des Beobachtbaren Universums.
Es gibt im Universum die Planck-Länge unterhalb derer physikalische Gesetze keinen Sinn machen.
Was ich mich frage:
Wenn ich jetzt meinen Arm bewege beschleunige ich ja geringste Mengen an Masse.
Entstehen dabei jetzt also Gravitationswellen, auch wenn die Raumverzerrung dann unterhalb einer planck-länge stattfinden müsste?
oder noch extremer: verlieren zwei elektrisch neutrale atome die nur durch gravitation umeinanderkreisen durch gravitationswellen energie?
gibt es hier physik-cracks die mir bei dem Gedanken helfen können?
Re: Gravitationswellen und Planck-Länge
Das gilt auch für die elektromagnetische Kraft. Es ist nur so, dass die meisten Körper elektrisch neutral sind, während sie alle eine positive Masse besitzen, die nicht abgeschirmt werden kann.watisdatdenn? hat geschrieben: Gravitation ist im Gegensatz zu den anderen Grundkräften ohne untere Grenze.
Nur die Gesetze, die wir bisher kennen verlieren in diesen Regionen ihre Gültigkeit. Es wird eine Theorie der Quantengravitation benötigt um die Natur auch dort beschreiben zu können.watisdatdenn? hat geschrieben: Es gibt im Universum die Planck-Länge unterhalb derer physikalische Gesetze keinen Sinn machen.
Naja. Gravitationwellen verformen die Metrik, ihre Amplituden haben nicht die Einheit einer Länge.watisdatdenn? hat geschrieben: Entstehen dabei jetzt also Gravitationswellen, auch wenn die Raumverzerrung dann unterhalb einer planck-länge stattfinden müsste?
Sie machen sich in Längenänderungen bemerkbar, aber die absolute Größe hängt eben davon ab welche Länge man betrachtet.
Ganz grob geschätzt erzeugt die Bewegung deiner Hand Gravitationswellen mit einer Amplitude von 10^-50. D.h. eine Distanz von 1 Mrd Lichtjahren ändert sich um einen Milliardstel eines Protondurchmessers. Das ist durchaus wenig, aber immernoch deutlich mehr, als eine Plancklänge.
Letztendlich braucht eine Theorie der Quantengravitation um solche Fragen quantitativ beantworten zu können.watisdatdenn? hat geschrieben: verlieren zwei elektrisch neutrale atome die nur durch gravitation umeinanderkreisen durch gravitationswellen energie?
Bedenke, dass Atome auch nicht durch elektromagnetische Wellen Energie verlieren, obwohl sie das nach der klassischen Physik tun sollten.
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Re: Gravitationswellen und Planck-Länge
Wow! danke für die superschnelle und hochkompetente antwort! du hast meine fragen beantwortet und man könnte den thread jetzt schließen, bin aber noch neugierig und nutze gleich offensichtlich nen physiker an der hand zu haben, um noch ein paar fragen zu stellen .
sowas wie:
beschleunigung * masse * irgendwas = maximale amplitude der gravitationswelle
ich habe im physik-LK eine interessante pseudoklassische erklärung dafür gelernt, warum in atomen elektronen keine energie (durch elektromagnetische wellen) beim umkreisen der protonen verlieren:
ihre Materiewelle beim umkreisen der protonen ist eine stehende Welle.
könnte man sich sowas auf für sich nur durch gravitation umkreisende massereiche elektrisch neutrale atome vorstellen, oder macht das keinen sinn?
wenn die Materiewellen der sich umkreisenden atomen dann auch stehende wellen sind, verlieren sie dann auch keine energie durch gravitationswellen?
gibt es eine möglichkeit die stärke von Gravitationswellen einfach grob abzuschätzen? ohne jetzt mit christoffelsymbolen oder ähnlichem rechnen zu müssen?Perdedor hat geschrieben:(13 Feb 2016, 13:09)Ganz grob geschätzt erzeugt die Bewegung deiner Hand Gravitationswellen mit einer Amplitude von 10^-50. D.h. eine Distanz von 1 Mrd Lichtjahren ändert sich um einen Milliardstel eines Protondurchmessers. Das ist durchaus wenig, aber immernoch deutlich mehr, als eine Plancklänge.
sowas wie:
beschleunigung * masse * irgendwas = maximale amplitude der gravitationswelle
das führt mich zu einer frage die ich schon an der schule hatte:Perdedor hat geschrieben:(13 Feb 2016, 13:09)Bedenke, dass Atome auch nicht durch elektromagnetische Wellen Energie verlieren, obwohl sie das nach der klassischen Physik tun sollten.
ich habe im physik-LK eine interessante pseudoklassische erklärung dafür gelernt, warum in atomen elektronen keine energie (durch elektromagnetische wellen) beim umkreisen der protonen verlieren:
ihre Materiewelle beim umkreisen der protonen ist eine stehende Welle.
könnte man sich sowas auf für sich nur durch gravitation umkreisende massereiche elektrisch neutrale atome vorstellen, oder macht das keinen sinn?
wenn die Materiewellen der sich umkreisenden atomen dann auch stehende wellen sind, verlieren sie dann auch keine energie durch gravitationswellen?
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Re: Gravitationswellen und Planck-Länge
Die Forscher sind sich ja sicher die Wellen endlich detektiert zu haben, aber ist denn ein Messfehler auszuschließen ?
Denk ich an D in der Nacht, dann bin ich um den Schlaf gebracht, Heinrich Heine.
Re: Gravitationswellen und Planck-Länge
Einfach gesagt ist die Amplitude der Metrik gegeben durchwatisdatdenn? hat geschrieben: gibt es eine möglichkeit die stärke von Gravitationswellen einfach grob abzuschätzen? ohne jetzt mit christoffelsymbolen oder ähnlichem rechnen zu müssen?
G_N/c^4/r Q''
G_N ist die Gravitationskonstante
c ist die Lichtgeschwindigkeit
r ist der Abstand zur Quelle
Q'' ist die zweite zeitliche Ableitung des Quadrupolmoments
Wie diese Aussieht kommt natürlich auf das konkrete Problem an, aber zur Abschätzung der Größenordnung kann man das Gravitationspotential der die Welle erzeugenden Quelle einsetzen (ist natürlich nicht korrekt, sondern dient nur zur Abschätzung des Effekts), also
Q'' -> GMm/R
Für deine Hand sind die Massen ~1kg und die Bewegung ~1m.
Bleibt also
G_N^2/c^4/r * kg^2/m
für die Amplitude.
Wenn du es konkreter haben willst kannst du natürlich auch das Quadropolmoment explizit ausrechnen. Kein Wissen über Differentialgeometrie notwendig.
Wieso pseudoklassisch?watisdatdenn? hat geschrieben: ihre Materiewelle beim umkreisen der protonen ist eine stehende Welle.
Die Wellenfunktionen der gebundenen Elektronen sind stehende Wellen.
Ich würde sagen, im Prinzip doch. Allerdings ist das Ganze sehr hypotetisch, denn Atome sind nicht "massereich". Ein gravitativ gebundener Zustand aus 2 Atomen kann in diesem Universum kaum realisiert werden (weil die Gravitationskraft viel zu schwach ist).watisdatdenn? hat geschrieben: könnte man sich sowas auf für sich nur durch gravitation umkreisende massereiche elektrisch neutrale atome vorstellen, oder macht das keinen sinn?
€Es sei denn wir reden hier von so kleinen Abständen, dass wir wieder Quantengravitation benötigen.
Kommt darauf an, was du unter Messfehler verstehst.schelm hat geschrieben: Die Forscher sind sich ja sicher die Wellen endlich detektiert zu haben, aber ist denn ein Messfehler auszuschließen ?
Die Wahrscheinlichkeit für eine statistische Fluktuation ist 0.023% (5 Sigma Nachweis).
Ob man vergessen hat ein Kabel anzuschließen wird dadurch natürlich nicht erfasst.
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- schelm
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Re: Gravitationswellen und Planck-Länge
@ Perdedor :
Ich frag ja nur, weil es sich hier um Abweichungen handelt die noch kleiner als der Durchmesser eines Atoms sind. Wenn der reflektierte Laser also um diese Abweichung verschoben nicht am eigentlichen Ziel eintrifft, so könnte dies keine anderen Ursachen haben ? Ein 5-Sigma-Nachweis heißt ja nicht, dass mit 99,99997 Prozent Wahrscheinlichkeit der gesuchte Effekt vorliegt, die Standardabweichung sagt nur etwas über statistische Fluktuationen der Messungen aus, nicht über den gesuchten Effekt selbst. Und :
Im Frühjahr 2014 hatten Forscher allerdings schon einmal die Entdeckung von Gravitationswellen vermeldet. Ein Teleskop am Südpol hatte angeblich in der kosmischen Hintergrundstrahlung Signale aus den ersten Sekundenbruchteilen nach dem Urknall entdeckt. Später mussten die beteiligten Wissenschaftler jedoch einen Irrtum eingestehen: Sie hatten sich von kosmischem Staub täuschen lassen.
http://www.spiegel.de/wissenschaft/natu ... 76818.html
Ich frag ja nur, weil es sich hier um Abweichungen handelt die noch kleiner als der Durchmesser eines Atoms sind. Wenn der reflektierte Laser also um diese Abweichung verschoben nicht am eigentlichen Ziel eintrifft, so könnte dies keine anderen Ursachen haben ? Ein 5-Sigma-Nachweis heißt ja nicht, dass mit 99,99997 Prozent Wahrscheinlichkeit der gesuchte Effekt vorliegt, die Standardabweichung sagt nur etwas über statistische Fluktuationen der Messungen aus, nicht über den gesuchten Effekt selbst. Und :
Im Frühjahr 2014 hatten Forscher allerdings schon einmal die Entdeckung von Gravitationswellen vermeldet. Ein Teleskop am Südpol hatte angeblich in der kosmischen Hintergrundstrahlung Signale aus den ersten Sekundenbruchteilen nach dem Urknall entdeckt. Später mussten die beteiligten Wissenschaftler jedoch einen Irrtum eingestehen: Sie hatten sich von kosmischem Staub täuschen lassen.
http://www.spiegel.de/wissenschaft/natu ... 76818.html
Denk ich an D in der Nacht, dann bin ich um den Schlaf gebracht, Heinrich Heine.
Re: Gravitationswellen und Planck-Länge
Ja, das fällt eben unter die Kategorie "Kabel falsch angeschlossen" oder menschliche Fehlleistung. Man wusste ja durchaus um den kosmischen Staub, nur wollte man die Ergebnisse möglichst schnell veröffentlichen und hat daher nicht auf die Messergebnisse von Planck gewartet, sondern aus älteren Veröffentlichungen falsch abgelesen.schelm hat geschrieben: Später mussten die beteiligten Wissenschaftler jedoch einen Irrtum eingestehen: Sie hatten sich von kosmischem Staub täuschen lassen.
Die Wahrscheinlichkeit für Fehler solcher Art lässt sich natürlich nicht quantifizieren.
Als Indizien kann man aber anführen:
1) Proof by quantity: Es haben über 1000 Forscher über ein Jahr an der Auswertung der Daten gearbeitet.
2) Proof by lack of opposition: Im Gegensatz zu den vermeintlichen Endeckungen von BICEP2 (Gravitationswellen B-Moden) oder OPERA (überlichtschnelle Neutrinos) gibt es diesmal keine negativen Reaktionen aus der Fachwelt. Bei den Messfehlern der Vergangenheit war die Mehrheit der Wissenschaftler von Beginn an skeptisch.
3) Proof by insignificance: Letztendlich ist diese Entdeckung natürlich wichtig, aber im Grunde nichts Besonderes. Indirekt wurden Gravitationswellen schon vielfach experimentell belegt. Zudem sind sie eine triviale Folgerung aus der allgemeinen Relativitätstheorie, welche ihrerseits unzählige male überprüft wurde. Eigentlich war klar, dass es Gravitationswellen gibt und sie irgendwann auch nachgewiesen werden, wenn die Experimente sensitiv genug sind. Es ist etwas vergleichbar mit dem Experiment welches jeder von uns jeden Morgen macht, wenn er aus dem Fenster guckt und feststellt, dass die Sonne aufgegangen ist: Es ist schön diese Theorie wieder einmal bestätigt zu haben, aber das Ergebnis war schon vorher klar. Daher sollte es mMn auch keinen Nobelpreis für die Entdeckung geben. Eddington hat für seinen Beleg der ART auch keinen bekommen und zu der Zeit war die Datenlage noch wesentlich unsicherer. Die Entdeckung des Higgs ist da ein ganz anderes Kaliber und den Nobelpreis gab es trotzdem nur für die Theorie.
Ist natürlich alles kein Beweis, aber einen Laien kann das schon überzeugen.
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Re: Gravitationswellen und Planck-Länge
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„Weil das Wohl von einem genauso schwer wiegt, wie das Wohl von vielen.“
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Re: Gravitationswellen und Planck-Länge
Könnte es nicht auch sein das wenn man es schaffen würde künstliche Gravitationswellen zu erzeugen, das dies der erste Schritt zu Warp-Antrieb wäre...?
Considera semper
Re: Gravitationswellen und Planck-Länge
Nun, im Prinzip erzeugst du "künstliche" Gravitationswellen, wenn du mit deiner Hand winkst. Diese sind allerdings so winzig, dass sie wohl nie messbar sein werden. Wenn du aber einen merklichen makroskopischen Effekt haben willst, müssen die beteiligten Massen eben sehr groß sein. Bei der aktuellen Entdeckung geht man davon aus, dass es sich im die Verschmelzung zweier schwrzer Löcher mit jeweils zigfacher Sonnenmasse handelte.Archivar hat geschrieben: Könnte es nicht auch sein das wenn man es schaffen würde künstliche Gravitationswellen zu erzeugen, das dies der erste Schritt zu Warp-Antrieb wäre...?
Und das wäre dann auch das Problem für deinen Warp-Antrieb. Woher willst du die erforderlichen Massen nehmen?
Bei den halbwegs seriös diskutierten Formen des Warp-Antriebs ist es sogar noch komplizerter, da man dort negative Massen benötigen würde.
https://en.wikipedia.org/wiki/Alcubierre_drive
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Re: Gravitationswellen und Planck-Länge
http://www.desf.de/index.php/Quantensingularit%c3%a4tPerdedor hat geschrieben:(18 Feb 2016, 18:11)
Nun, im Prinzip erzeugst du "künstliche" Gravitationswellen, wenn du mit deiner Hand winkst. Diese sind allerdings so winzig, dass sie wohl nie messbar sein werden. Wenn du aber einen merklichen makroskopischen Effekt haben willst, müssen die beteiligten Massen eben sehr groß sein. Bei der aktuellen Entdeckung geht man davon aus, dass es sich im die Verschmelzung zweier schwrzer Löcher mit jeweils zigfacher Sonnenmasse handelte.
Und das wäre dann auch das Problem für deinen Warp-Antrieb. Woher willst du die erforderlichen Massen nehmen?
Bei den halbwegs seriös diskutierten Formen des Warp-Antriebs ist es sogar noch komplizerter, da man dort negative Massen benötigen würde.
https://en.wikipedia.org/wiki/Alcubierre_drive
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Re: Gravitationswellen und Planck-Länge
http://m.spiegel.de/wissenschaft/weltall/a-1097733.html
Hurra!
Es wurden sogar zweimal gravitationswellen gemessen.
Hoffentlich lernen wir daraus mehr über schwarze löcher.
Hurra!
Es wurden sogar zweimal gravitationswellen gemessen.
Hoffentlich lernen wir daraus mehr über schwarze löcher.