Es scheint, dass wir in den kommenden Tagen viel über Gravitationswellen sprechen werden. Aber warum werden sie manchmal fälschlicherweise als "Wellen der Aggression" bezeichnet? In dieser Welt der sozialen Medien, in der Kürze am häufigsten an erster Stelle steht, scheint es vielleicht nicht so wichtig zu sein, den Begriff „Gravitationswellen“ auf „Wellen einer Welle“ zu reduzieren. Darüber hinaus können Sie ein paar zusätzliche Zeichen für Fans von Twitter speichern!
Und höchstwahrscheinlich werden Sie in den Nachrichten viele Schlagzeilen sehen, die "Gravitationswellen der Wissenschaft" andeuten, die durch das Wort "Schlägerei" ersetzt werden, aber nicht in diese Falle tappen. Während beide Wörter Gewicht haben, sind Gravitationswellen und Wellen der Aggression im Wesentlichen völlig unterschiedliche „Kreaturen“. Lesen Sie weiter, um herauszufinden, wie sie sich unterscheiden, und zeigen Sie Ihr Gravitationswissen beim nächsten Mal vor Freunden in einer Kneipe.
Gravitationswellen sind im allgemeinsten Sinne eine Art Welligkeit in Raum und Zeit. Einsteins allgemeine Relativitätstheorie sagte ihre Existenz vor mehr als hundert Jahren voraus und sie entstanden durch die Beschleunigung (oder Verlangsamung) massiver Objekte im Raum. Wenn ein Stern als Supernova explodiert, tragen Gravitationswellen Energie aus der Detonation mit Lichtgeschwindigkeit. Wenn zwei Schwarze Löcher kollidieren, verursachen sie eine räumliche und zeitliche Welligkeit, die einer Welligkeit in einem Teich ähnelt, in den ein Stein geworfen wurde. Wenn zwei Neutronensterne sehr eng miteinander rotieren, nennt man ihre Energie, die vom System abgeleitet wird - Sie haben es erraten - Gravitationswellen. Wenn wir diese Wellen erkennen und beobachten könnten, was die neue Ära der Astronomie der Gravitationswellen möglicherweise erlaubt, werden wir lernen, Gravitationswellen zu erkennen und mit den Phänomenen zu arbeiten, die sie reproduzieren. Beispielsweise kann ein plötzlicher Impuls von Gravitationswellen darauf hinweisen, dass sie von einer Explosion einer Supernova empfangen wurden, während ein kontinuierliches oszillierendes Signal auf eine nahe Umlaufbahn von zwei Schwarzen Löchern hinweisen kann, bevor sie zusammenfließen. Bisher sind Gravitationswellen theoretisch, obwohl starke indirekte Beweise vorliegen. Interessanterweise deformieren Gravitationswellen, da sie sich durch den Raum ausbreiten, das „Gefüge“ des Raums physikalisch, dh sie verkleinern oder vergrößern den Raum zwischen zwei Objekten nur sehr schwach. Der Effekt ist vernachlässigbar, aber mit einem Laserinterferometer wie dem Gravitationswellen-Observatorium-Laserinterferometer oder LIGO, das die kleinsten Wellen in Lasern misst, die durch 2,5 Kilometer lange Vakuumtunnel in L-Form reflektiert werden, können Gravitationswellen über unseren Planeten erfasst werden. Im Falle von LIGO gibt es 2 Stationen auf gegenüberliegenden Seiten der USA, geteilt durch fast 2000 Meilen. Wenn das Gravitationswellensignal real ist, wird seine Signatur an beiden Stellen beobachtet; Wenn dies ein falsches Signal ist (das heißt, ein Lastwagen ist gerade vorbeigefahren), erkennt nur eine Station das Signal. Obwohl LIGO seine Aktivitäten im Jahr 2002 aufgenommen hat, sind Gravitationswellen noch nicht erfasst worden. Im September 2015 wurde das System jedoch auf Advanced LIGO umgestellt, und wir hoffen, dass uns die Physiker am Donnerstag endlich gute Nachrichten übermitteln.
Bonus: Primäre Gravitationswellen. Sie erinnern sich vielleicht an die Turbulenzen bei der „Entdeckung“ von BICEP2 (und dann der Nicht-Entdeckung) von Gravitationswellen in der schwachen anfänglichen „Lumineszenz“ des Urknalls, die als kosmischer Mikrowellenhintergrund (Cosmic Microwave Background, CMF) bekannt ist. Obwohl sich die „Entdeckung“ von BICEP2 als hoffnungslos herausstellte, wird angenommen, dass winzige Gravitationswellen um die Zeit des Urknalls als eine besondere Art von polarisiertem Licht ihren „Abdruck“ in dieser alten Strahlung hinterlassen können. Wenn der Abdruck der primären Gravitationswellen (die vom Urknall erzeugt werden) beobachtet wird, können einige Modelle der kosmischen Inflation und der Quantengravitation bestätigt werden. Dies sind jedoch nicht die Gravitationswellen, die LIGO jagt. LIGO (und das Observatorium ähnlich) sucht nach Gravitationswellen, die durch Energieereignisse erzeugt werden, die jetzt in unserem modernen Universum stattfinden. Die Jagd nach primären Gravitationswellen ist der Anschein einer archäologischen Ausgrabung der Vergangenheit unseres Universums.
Wellen sind physische Störungen, die durch die Wiederherstellung der Schwerkraft in einer planetaren Umgebung kontrolliert werden. Mit anderen Worten, die Wellen sind nur für Planetenatmosphären und Wasserkörper charakteristisch. Bei Atmosphären bläst die Luft durch den Ozean, und wenn sie beispielsweise auf eine Insel trifft, muss sie sich erheben. Auf der Leeseite wird die Luft gezwungen sein, sich unter der Einwirkung der Schwerkraft in einer niedrigeren Höhe aufzuhalten, aber ihr Auftrieb wirkt der Schwerkraft entgegen und bewirkt, dass sie wieder aufsteigt. Infolgedessen kann häufig ein Bereich mit schwingender Luft in der Atmosphäre Wolken in den Wellenbergen erzeugen. Beispiele für Wellen sind Windwellen, Gezeiten und Tsunamis.
Es stellt sich also heraus, dass die Schwerkraft Schwerkraftwellen und Schwerkraftwellen antreibt, aber sie haben sehr unterschiedliche Eigenschaften, die nicht verwechselt werden sollten.