Warum kann man Gravitationswellen messen?

Wissenschaft Physik
#1

Liebe Physiker und Astronomen,

schon seit Langem beschäftigt mich die Frage aus dem Betreff. Man hat ja schon lange von den Experimenten gehört, und nun sollen ja sogar erste Gravitationswellen gemessen worden sein.

Ich frage mich nur: Wie geht das?
Es werden ja die Interferenzen zweier senkrecht aufeinander stehenden Laserstrahlen gemessen. Wenn eine GW durchläuft verkürzt (oder krümmt?) sie dem Raum, was zu einer veränderten Laufzeit eines der Laserstrahlen führt, die dann gemessen wird.

Soweit verstanden.
Was ich nicht verstehe: Ein sehr schnelles Raumschiff verkürzt sich ja auch. Dennoch benötigt ein Lichtstrahl vom Heck zur Spitze des Schiffes immer gleich lang, weil sich ja auch die Zeit beeinflusst wird, so dass sich die Effekte am Ende perfekt ausgleichen. (wobei mir jetzt nicht ganz klar ist, ob das auch für einen außenstehenden Beobachter so ist)

Warum ist das bei der Messung von Gravitationswellen nicht so?

Macht mich schlau :slight_smile:

#2

Bin da Laie, aber ich denke das Stichwort „Interialsystem“ hilft.

#3

Der außenstehende Beobachter würde wahrscheinlich ein „extrem kurzes“ Objekt sehen, das versucht, der „Spitze“ eines Lichtsstrahls nachzueilen. Es wird das aber nicht schaffen! Der Lichtstrahl „startet“ im Heck und „schießt“ nach vorne. Irgendwann ganz, ganz kurz danach) verlässt er das Raumschiff nach vorne heraus (soweit das überhaupt möglich ist) und eilt ihm davon…

Das Licht im Raumschiff bewegt sich, gemessen an der Geschwindigkeit des Raumschiffs, immer schneller. Daher ist die Lichtgeschwindigkeit auch nie zu erreichen. Dabei ist die Lichtgeschwindigkeit immer die selbe!

Man beachte: je schneller man sich bewegt, umso schneller vergeht die Zeit für Beobachter und genauso langsamer für Insassen des Raumschiffs…

Einstein und so…

:high_brightness: :high_brightness: :high_brightness:

#4

Gravitation nimmt Einfluss auf die „Geradlinigkeit“ eines Lichtstrahls.
So lenkt z.B. die Sonne durch ihre Gravitation deutlich messbar Lichtsrahlen ab.
Diese Gravitation ist allerdings ziemlich konstant.
Wenn nun 2 zunächst „unbeeinflusste“ definierte Lichtstrahlen bei Eintreffen einer Gravitationswelle messbar (und mit zeitlichem Versatz) ihre Richtung ändern und dieses Ereignis schlüssig einer Graviatationswelle zugeordnet werden kann, ist die „Messung“ erfolgreich gewesen.

#5

Aber auch auf den Ablauf der Zeit. Die Geradlinigkeit ist ja nicht der einzige Faktor für die Laufzeit, sondern auch die „Geschwindigkeit“, mit der die Zeit selbst abläuft.

#6

Auf die Gefahr hin unhöflich zu sein: Eigentlich wendet sich die Frage an Leute, die WISSEN, wie’s funktioniert. Raten kann ich ja selbst.

Das Forum heißt ja auch wer-weiss-was und nicht wer-glaubt-was.
Zum Raten gehe ich zu gutefreage.net

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#7

Na gut, dann will ich es auch noch schnell versuchen, ehe die richtigen Profis aufkreuzen:

Das Raumschiff mit v nahe c verkürzt sich nur für einen dazu ruhenden Beobachter, die Raumschiffbesatzung selbst merkt davon nichts. Für sie bleibt die Länge ihres Schiffs und damit die Laufzeit eines Lichtstrahls vom Heck zum Bug unverändert. Grund ist die Relativität der Bewegung; das Raumschiff kann sich gemäß SRT mit demselben Recht als ruhend definieren wie der Beobachter. Die Raumschiffbesatzung sieht einen verkürzten Beobachter, der mit fast c am Raumschiff vorüberflitzt.

Es spricht nichts dagegen, das LIGO-Observatorium als ruhend zu betrachten. Die Gravitationswelle läuft zwar mit c durch die Messanordnung, aber das spielt keine Rolle. Worauf es ankommt ist einzig und allein die dadurch hervorgerufene räumliche Oszillation der Messstrecken.

Gruß, C.