Gravitationswellen II

Sieh an, da sind also mal wieder (vgl. hier) Gravitationswellen nachgewiesen worden (siehe hier). Im aktuellen Bericht wird zwar in der Überschrift mit der Erstmaligkeit geworben, das wird wohl aber nur der Tatsache geschuldet sein, daß man den Lesern offenbar die Gedächtnisleistung von Eintagsfliegen zubilligt. Warum auch nicht, wenn’s den Umsatz steigert…
Es lohnt sich trotz allem, genauer hinzuschauen.

Ein Hoch auf die Unwahrscheinlichkeit

Da gibt es also irgendwo in den Vereinigten Staaten von Amerika zwei ziemlich lange Vakuumröhren, deren Symmetrieachsen sich unter einem Winkel von 90° kreuzen. Eine optimale Messung kommt zustande, wenn sich das Gravitationsereignis mit einer möglichst kleinen Abweichung von einer dieser Symmetrieachsen anpeilen läßt, während es von der jeweils anderen Symmetrieachse aus unter einem 90°-Winkel verortet sein sollte. Es gibt also nur 4 „heiße Regionen” (jeweils zwei pro Meßtunnel) auf der gesamten Himmelskugel des nördlichen und südlichen Sternenhimmels, die optimale Meßbedin­gungen erwarten lassen. Da paßt es ja ganz gut, daß kurz nach einer nicht ganz billigen Zusatzinvestition zum Nachrüsten der Anlage(n) auch prompt ein Ereignis aufgezeichnet werden konnte, das nobelpreisverdächtig ist.
Man spricht von einer 5-Sigma-Signifikanz der Beobachtung. Also ist wahrscheinlich das gelungen, was von allen Dächern schalmeit wird. Oder vielleicht doch nicht?

Tatortbeschreibung

Irgendwo in den Tiefen des Alls, etwa 1,3 Mrd. Lichtjahre entfernt (das sind etwa 1,25·1022 km), haben sich vor 1,3 Mrd. Jahren zwei Schwarze Löcher umkreist: das eine war etwa 29-mal so schwer wie unsere Sonne, das andere 36-mal. An sich unspektakulär, wenn es nicht zu einer immer weiteren Annäherung der beiden Gesellen gekommen wäre. Da sie als Schwarze Löcher über nur wenige hundert Kilometer Ausdehnung verfügen, können sie sich im Sekundentakt auf Ellipsen umkreisen, die sich über nur wenige tausend Kilometer erstrecken (wohlgemerkt: zweimal die dreißigfache Sonnenmasse). Bis sie sich gegenseitig vernaschen.
Und jetzt kommt Herr Einstein ins Bild. Er hat festgelegt, daß sich unter solchen Umstän­den gefälligst Gravitationswellen auszubreiten haben. Und das mit Lichtge­schwindigkeit! Es gibt zwar keine physikalische Begründung für dieses Postulat, aber wenn man schon bestimmt hat, daß sich weder Materie noch Energie schneller als das Licht bewegen darf, nimmt man halt diese Geschwindigkeit auch gleich noch für Gravitationswellen…

Gravitation – allgegenwärtig, doch unsichtbar

Die Gravitation ist die schwächste Wechselwirkung, die den Physikern bekannt ist. Es sind zwar bei dem Szenario, dessen Spuren in Form von Gravitationswellen auf der Erde nachgewiesen sein sollen, mehrere dutzend Sonnenmassen im Spiel, aber eben auch riesige Entfernungen. Was von den Gravitationsereignissen auf der Erde „ankommt”, unter­schreitet spielend beinahe jede Meßgenauigkeit. Insofern sind Interaktionen großer Massen spannend, weil sie die einzige Gelegenheit bieten, die physikalisch relevanten Qualitäten quantitativ halbwegs auswertbar zu machen.
Gedanklich kann man ein Gravitationsereignis ablaufen lassen, bei dem eine große Masse spurlos verschwindet. Genauer: die Schwere Masse zweier Schwarzer Löcher kann bei ihrer Annäherung gedacht werden als komplett in Strahlungsenergie umgewandelt. Nur als idealisierende Annahme, um Quantitäten nach oben abzuschätzen. Während die Schwere Masse den Raum krümmt, trägt die Träge Masse kaum oder gar nicht zur Raumkrüm­mung bei. Das Gravitationsereignis ist das Verschwinden einer großen Masse (und deren Umwandlung in Strahlungsenergie) in einer kurzen Zeit. Kurz vor dem Verschwinden ist der Raum um die gravitationsfelderzeugende Masse mit Energie behaftet (genauer: potentieller Energie, gleichgültig ob im Modell ‚Raumkrümmung‘ oder im Modell ‚Gravitationspotential‘ beschrieben), kurz nach dem Verschwinden nicht mehr. Diese im Raum um die verschwundene Masse „gespeicherte” Information, breitet sich als Welle (konkret: Gravitationswelle) in den Raum aus. Die Ausbreitung erfolgt etwa kugelförmig und – so wollte es Herr Einstein – mit Lichtgeschwindigkeit. Dabei verteilt sich allerdings die ehemals enthaltene Energiedichte auf immer größere Kugelflächen. Ehe der Fußabdruck des Gravitationsereignisses auf der Erde durch irgendwelche Detektoren laufen konnte, ist die betreffende Phase der Gravitationswelle von einem Radius weniger hundert Kilometer (Schwarzschild-Radius) auf verträumte 1,3 Mrd. Lichtjahre angewachsen. Der Rest ist Rechnerei: Eine quantitativ vergleichbare Tiefe der gravitativen Spur wie die der fusionierenden Schwarzen Löcher würde auch ein Gegenstand von etwa 100 g hervorrufen (mehr nicht!), der in etwa 384 Tsd. km Entfernung, was etwa der Abstand des Mondes von der Erde ist, durch das „Sichtfeld” eines der Nachweistunnel fliegt.

In Wahrscheinlichkeiten gesprochen…

… ist die Wirkung des scheinbar beobachteten kosmischen Gravitationsereignisses um viele, viele, viele Größenordnungen kleiner als irdische Vorgänge, die unbeabsichtigt von der Versuchsanlage (oder am ehesten nur von einem Teil davon) erfaßt werden. Wo schlechte Steckverbindungen in der Vergangenheit Überlichtgeschwindigkeit „ermessen” ließen, wo unter höchstem Zeitdruck allen anderen Konkurrenten auf einer recht populären Spielwiese zuvorzukommen ist, wo Medienrummel höher bewertet ist als Erkenntnis, da gibt es eine weitaus höhere Wahrscheinlichkeit für Fehlinterpretation als für das glückliche Stolpern über einen physikalischen Sechser mit Superzahl.

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Über ausgesucht

…desillusioniert
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16 Antworten zu Gravitationswellen II

  1. anti3anti schreibt:

    Wichtig ist der Ort der Entstehung der GW. Deshalb gibt es mehrere Messstationen, um hin zu bestimmen.

    • ausgesucht schreibt:

      Ähm, da würd‘ ich doch gern mal widersprechen wollen. Ich sehe Gravitationswellen als vollkommen unwichtig an; selbst wenn sie irgendein Wissenschaftsgebäude heroisch abschließen würde, ist sie bedeutungslos gegenüber der (leider allzu oft mangelnden) Wohlfahrt der Menschen, nicht wahr?

  2. lawgunsandfreedom schreibt:

    „Ich glaube diese Gravitationswellen beeinflussen mein Gleichgewicht.“
    „Du hattest 6 Korn und 4 große Bier.“
    „GRAVITATIONSWELLEN!“

    • ausgesucht schreibt:

      *chchch* 😀
      Wer könnte ernsthaft den Einfluß der Gravitationswellen in dieser Situation leugnen wollen, wo sich doch die Assoziation Saal·RUNDE ↔ (Kugel)·WELLE sowas von aufdrängt? 😉

      • lawgunsandfreedom schreibt:

        Alles gravitiert zur Bar hin. Was den Schluß zulässt, daß dort das Schwerefeld partiell auch stärker ist. Vielleicht schubsen die Gravitationswellen sich auch gegenseitig rum, weil jeder der Erste beim Freibier sein will :mrgreen:

        Es gibt 2 Arten von Gravitation – Gute und Schlechte. Die Gute sorgt dafür, daß die Füße am Boden bleiben, die Schlechte sorgt dafür, daß uns Klaviere auf den Kopf fallen.

  3. Chantao schreibt:

    Wahrscheinlich passt das gar nicht hier rein, aber wie soll ich sagen: Hihihi, ich hatte schon wieder gedacht, weil ich irgendwo las: (sinngemäß) „Dieses mal ist es keine Ente, Pressetermin heute um 16:00 Uhr blablabla…“ Ich hatte gedacht, da wären wir wieder ganz bei einem neuen Weltuntergangszenario, aber nein. Das Ergebnis der Feststellung solch einer Welle soll so gering gegen wahrscheinlich sein, dass man sowas nur mit erlauchten Meßmethoden überhaupt erkennen kann …. Ja, man kann’s nur lustig nehmen, ganauso wie Einsteins spukhafte Fernwirkung, nur dass die in der Natur bereits vorkommt, also bei Schwarmverhalten oder beim Internet der Dinge, wo ich eigentlich einen eigenen BlogBeitrag zu schreiben wollte, auch mehr satirisch, aber wie schon oft geschrieben bzw. gesagt: Das ist eine andere Geschichte.

    • ausgesucht schreibt:

      Noch ist der Drops nicht gelutscht, noch ist nichts Widersprüchliches aufgetaucht, noch kann man sich der Wonne der Nobelpreis-Entgegennehm-Erwartung hingeben. Schau’n wir mal, wann es um den (vermeintlichen?) Durchbruch ebenso still wird, wie um das Higgs-Boson – oder hat man nach dem euphorischen Korkenknallen noch je wieder davon gehört?? ^_^

  4. kiki0104 schreibt:

    Erstmal vielen Dank für deinen wunderbar lehrreichen Beitrag! Jetzt kann auch ich mitreden 🙂 Ich finde dasThema mega spannend aber auch wahnsinnig schwierig. Habe mir das Buch „Universum in einer Nussschale“ gefühlte 10 mal durchgelesen um die Hälfte zu verstehen *lach*
    Nein echt jetzt: Danke!

  5. Dies und Das schreibt:

    Bekannt werden solcherlei Dinge auch nur, wenn sie Gewinne bringen oder sich als Waffee einsetzen lassen, ganz eventuell auch noch, wenn sie medizinische Versorgung für Geldschei**er garantieren könnten.

    • ausgesucht schreibt:

      Diese Gesichtspunkte sind wahrlich kaum von der Hand zu weisen. Die Wissenschaft ist schon lange nicht mehr wertfrei, sie prostituiert sich den Geldgebern: Wes Brot ich eß, des Lied ich sing’… :/

  6. Chantao schreibt:

    Und als ich noch so ca. 40 Jahre jünger war, hätte mich das Ganze brennender interessiert. Als nicht praktizierender Buddhist und als nicht publizierender Autor (eines noch unveröffentlichen Science Fiction Romanes) fehlt mir jedoch heuer die Muße, mich damit auseinander zu setzen. Interessant ist es alle Male, nur was wird es dem Menschen je nutzen ? Und ohne Nutzen keinen Preis. Ja, wenn man da läse: In 40 – 50 Jahren wird sich die erste Mission zum Rand des Sonnensystems auf einer Gravitationswelle fortbewegen … na dann eventuell in so ca. 30 Jahren, wo man es schaffen würde die Welle mittels eines Quantenverstärkers in ein so starkes Signal zu transformieren, dass … (näh, ist wieder eine ganz andere Geschichte) 😉 Nich‘ wieder von Höcksken auf Stöcksken… 🙂

    • ausgesucht schreibt:

      Hmm, wenn ich Deinen Artikel so lese, frage ich mich, warum Du es bei Absichtsbekundungen beläßt. Warum schreibst Du deine „andere(n) Geschichte(n)” nicht mal? Das wär doch hochgradig spannend! Und wiederhole jetzt bloß nicht dein: „Was wird es dem Menschen je nützen?” Bedenke, Du schriebest ja (vermutlich) kein Physiklehrbuch noch Patentantrag, also etwas mit Wahrheitsanspruch, sondern etwas, das den Lesern gedanklich, seelisch, emotional Flügel machen würde. Gibt es unter diesem Gesichtswinkel einen Grund, auch nur die kleinste Mühe zu scheuen???

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