Allgemeine Relativität

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Diskussion

eine Art Einführung für einen unorganisierten Abschnitt

In den alten Tagen.

Ich werde Zeit, Raum, Ort und Bewegung nicht so definieren, wie sie allen bekannt sind.

Isaac Newton, 1689

Willkommen zu einer weiteren Paradigmenwechsel.

der Raum sagt der Materie, wie Sie sich zu bewegen. Materie sagt dem Raum, wie man sich krümmt.,

John Archibald Wheeler, 1973 (paid link)

Das Prinzip der Äquivalenz…

  • Das Fehlen eines Gravitationsfeldes (wahre Schwerelosigkeit) ist nicht von der Beschleunigung des freien Falls in einem Gravitationsfeld (scheinbare Schwerelosigkeit) zu unterscheiden.
  • Beschleunigte Bewegung in Abwesenheit eines Gravitationsfeldes (scheinbares Gewicht) ist nicht von einer gleichschenkligen Bewegung in Gegenwart eines Gravitationsfeldes (wahres Gewicht) zu unterscheiden. Die lokalen Auswirkungen der Schwerkraft sind die gleichen wie in einem beschleunigenden Referenzrahmen.,

Grundsätzlich…

  1. Masse-Energie-Kurven Raum-Zeit-eine neue Version von Hookes Gesetz.
  2. Objekte verfolgen Weltlinien, die geodätisch (Pfade der geringsten Wirkung in gekrümmter Raumzeit) sind, es sei denn, sie werden durch eine äußere Nettokraft — eine neue Version des Trägheitsgesetzes-beeinflusst.

Die Schwerkraft ist keine Kraft, es ist die Krümmung der Raumzeit, die durch das Vorhandensein von Massenenergie verursacht wird.,

c4

where…

Rμν = Ricci tensor curvature
R = Ricci scalar curvature
gμν = metric tensor
Tμν = stress-energy tensor
c = speed of light in a vacuum
G = universal gravitational constant
π = the famous constant from geometry

That’s right, I used the plural form — equations., Was wie eine Gleichung aussieht, ist eigentlich eine Menge von zehn gekoppelten nichtlinearen partiellen Differentialgleichungen. In umgekehrter Adjektivreihenfolge sind diese Gleichungen differentiell, weil sie sich mit Änderungsraten (Abweichungsraten) befassen, teilweise, weil mehrere Variablen beteiligt sind (mehrere Teile), nichtlinear, weil einige der Operationen wiederholt werden (Änderungsrate einer Änderungsrate) und gekoppelt, weil sie nicht getrennt gelöst werden können (jede Gleichung hat mindestens ein Merkmal in einem anderen).

  • Aussage des Offensichtlichen: Das Lösen dieser Gleichungen erweist sich als schwierig.,
  • – Anweisung der genial: Diese Gleichungen können unterteilt werden in einfachere Gleichungen durch die mit viel Geschick. Einige dieser einfacheren Gleichungen sind dem Niveau dieses Buches angemessen, was bedeutet, dass Sie lernen können, wie man eine allgemeine Relativitätstheorie macht. Sie werden jedoch mit minimalem bis keinem Beweis abgeleitet.

kosmologische Konstante

Raumzeit ist mehr als nur ein Satz von Werten zur Identifizierung von Ereignissen. Raum-Zeit ist eine Sache für sich. Die kosmologische Konstante ist eine Größe, die in der allgemeinen Relativitätstheorie verwendet wird, um einige Eigenschaften der Raumzeit zu beschreiben. Hier ist, wie es geht.,

Vielleicht ist die Schwerkraft die Krümmung der Raumzeit, die durch die Massenenergie der Dinge in ihr plus die Energie des Raumes selbst verursacht wird.,>

Rµv − ½Rgµv =
8nG
c4
− Λgμν space-time
curvature = stress from stuff
in space-time − stress from empty
space-time itself

Oder vielleicht ist die Schwerkraft die Krümmung der Raumzeit, die durch Massenenergie über der Krümmung der Raumzeit selbst verursacht wird.,td> Rµv − ½Rgµv

+ Λgμν =
8nG Tµv
c4
Krümmung aus Stoff
in Raum-Zeit – + Krümmung
Raum-Zeit selbst = Masse-Energie
stress

Einstein die seltsame Wahl der Zeichen-vielleicht mehr Sinn machen, wenn Sie den Faktor aus dem metrischen tensor auf der linken Seite der Gleichung., Die kosmologische Konstante wurde erfunden, um die Schwerkraft zurückzuhalten, damit ein statisches Universum nicht zusammenbricht. (Diese Argumentation erweist sich übrigens als fehlerhaft, aber es ist ein Fehler, der sich am Ende auszahlt.)

Rµv − (½R − Λ)gµv = 8nG Tµv
c4

Einstein annahm, dass das Universum statisch und unveränderlich ist. Er dachte, das sei wahr, denn das dachten Astronomen damals, als sie in ihre Teleskope schauten., Ein statisches Universum wäre instabil, wenn die Schwerkraft nur attraktiv wäre. Jedes Stück Materie würde jeden anderen anziehen und jedes leichte Ungleichgewicht in der Verteilung würde das Ganze zwingen, sich schließlich in sich zusammenzuziehen. Einstein fügte die kosmologische Konstante zu seinen Gleichungen hinzu (technisch subtrahierte er sie von der Skalarkrümmung), um die Schwerkraft zurückzuhalten, so dass seine Gleichungen eine Lösung hatten, die mit dem statischen Modell übereinstimmte.

mehr Schreiben.

Dunkle Energie ist absolut gleichmäßig über das Universum verteilt.,

unorganisierte Gedanken

  • Präzession geschlossener (und offener) Bahnen
    • 1859 veröffentlichte Urbain Le Verrier (1811-1877) Frankreich, Direktor des Pariser Observatoriums, seine Beobachtungen einer Anomalie in der Umlaufbahn von Merkur. Die Präzession des Merkur-Perihels (Punkt der nächsten Annäherung an die Sonne) war mit 574 Bogensekunden pro Jahrhundert vorausgegangen. Da er dachte, dass dies auf die Auswirkungen der anderen Planeten zurückzuführen sei, berechnete er die Präzessionsrate unter Verwendung der Newtonschen Gesetze bei 531 Sekunden pro Jahrhundert, wobei 43 Sekunden nicht berücksichtigt wurden. Kannst du „winzig“sagen?,
  • Gravitationsbiegung des Lichts
    • Bestätigt von Arthur Eddington (1882-1944) England im Jahr 1919. Die allgemeine Relativitätstheorie ersetzt Newtons Theorie der universellen Gravitation als die vollständigste Gravitationstheorie. Newton und Eddington waren Engländer. Einstein war deutscher. 1919 war das erste Jahr nach dem Ersten Weltkrieg. Die antideutsche Stimmung war in Europa immer noch hoch. Eddingtons Bestätigung von Einsteins Theorie zeigte, dass Wissenschaft über Kultur und Politik stand. Einstein wurde eine Berühmtheit.,
    • Einsteinkreuz
    • Gravitationslinsen
    • Vergrößerung entfernter Objekte
  • Schwerkraftsonde A (1976)
    • Fliegen Sie einen atomaren Wasserstoffmaser auf einer Scout-Rakete, die auf eine Höhe von 10.000 km abgefeuert wurde. Ein Maser ist wie ein Laser für Mikrowellen. Es erzeugt Mikrowellen mit einer genauen Frequenz. Messen Sie die Dopplerverschiebung aufgrund von Schwerkraft und Bewegung und vergleichen Sie sie mit vorhergesagten Werten (Fehler = 70 ppm = 0,007%)
  • Schwerkraftsonde B (2004-2005)
    • Getestet auf Rahmenziehen.

Space hat in der Newtonschen Mechanik nie etwas bewirkt., Der Raum war einfach da. In Einsteins Relativitätstheorie wurden Raum und Zeit zu einer Sache — eine Sache, die Dinge wie expandieren, kontrahieren, Scheren und Verziehen (oder Biegen oder krümmen) kann.

Evolution des Universums

Die Friedmann-Gleichung (1923). Das Standardmodell der Kosmologie. Eine einzelne gewöhnliche Differentialgleichung, die aus den zehn gekoppelten nichtlinearen partiellen Differentialgleichungen von Einstein stammt.,e universe (+1 closed, 0 flat, −1 open)

Λ = cosmological constant (energy density of space itself, empty space) c = speed of light in a vacuum G = universal gravitational constant π = the famous constant from geometry

Hubble constant, Hubble parameter, expansion rate

H = da/dt
a

The Friedmann equation again.,“2″>⎛

da/dt ⎞2

⎠ = ⎛

⎝ 8πGρ + Λc2 ⎞

⎠ − kc2 a 3 3 a2
H2 = 8πGρ + Λc2 kc2
3 3 a2

Critical density.,

ρc = 3H2
8πG

Density parameter.

Ω = ρ
ρc

Big bang. Georges Lemaître.

2nd Friedmann equation.,

1 d2a = − 4πG

ρ + 3p

+ Λc2
a dt2 3 c2 3

time dilation

Time runs slower for a moving object than a stationary one.,>

t = Dauer eines Ereignisses in einem sich bewegenden Referenzrahmen t‘ = Dauer desselben Ereignisses relativ zu einem stationären Referenzrahmen v = Geschwindigkeit des sich bewegenden bewegenden Referenzrahmens c = Lichtgeschwindigkeit im Vakuum (eine universelle und scheinbar unveränderliche Konstante)

Je größer die Geschwindigkeit des sich bewegenden Beobachters ist, desto näher ist das Verhältnis v2/c2 an eins, desto näher ist der Nenner √(1 − v2/c2) ist auf Null, desto mehr erweitert, dehnt, vergrößert oder dehnt sich die Zeit aus., Aus der Sicht eines stationären Beobachters benötigen alle Ereignisse in einem Bezugsrahmen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen, unendlich viel Zeit. Es können keine Ereignisse eintreten. Nichts kann passieren. Die Zeit hört auf zu existieren.

Die Zeit läuft auch in einem Gravitationsfeld langsamer. Dies ist eine Folge von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie und wird als Gravitationszeitdilatation bezeichnet., Es funktioniert so…

t‘ = t
√(1 − 2Vg/c2)

wobei Vg das Gravitationspotential ist, das dem Gravitationsfeld an einer bestimmten Stelle zugeordnet ist.,

r = Abstand vom Gravitationsobjekt zum Ort des Ereignisses (deren Trennung) c = Lichtgeschwindigkeit im Vakuum (eine universelle und scheinbar unveränderliche Konstante) G = universal Gravitationskonstante (eine andere universelle und scheinbar unveränderliche Konstante)

Diese Gleichung besagt, dass je näher ein Ereignis an einem Gravitationskörper auftritt, desto langsamer läuft die Zeit; Je größer die Masse des Gravitationskörpers ist, desto langsamer läuft die Zeit; Je stärker die Schwerkraft ist, desto langsamer läuft die Zeit.,

Bei kleinen Höhenänderungen, bei denen das Gravitationsfeld einigermaßen konstant ist, funktioniert diese Näherung einwandfrei.

t‘ ≈ t
√(1 − 2g∆h/c2)

Und hier noch mehr ungefähren Annäherung ist ziemlich gut.,von etwas höher nach oben

g = lokales Gravitationsfeld (lokale Beschleunigung durch Schwerkraft) ∆h = Höhenunterschied zwischen Ereignis und Beobachter c = Lichtgeschwindigkeit im Vakuum
  • Uhren in Flugzeugen Experiment
    Vorhersage Zusammenfassung: Im Oktober 1971 wurden vier Cäsiumstrahl-Atomuhren zweimal auf regelmäßig geplanten kommerziellen Jetflügen um die Welt geflogen, einmal nach Osten und einmal nach Westen, um Einsteins Relativitätstheorie mit makroskopischen Uhren zu testen., Aus den tatsächlichen Flugpfaden jeder Reise geht hervor, dass die fliegenden Uhren im Vergleich zu Referenzuhren am US Naval Observatory während der Ostreise 40 ± 23 Nanosekunden verloren haben und während der Westreise 275 ± 21 Nanosekunden gewonnen haben sollten. Ergebnisse Zusammenfassung: Vier Caesium-strahluhren geflogen rund um die Welt auf kommerziellen jet-Flüge im Oktober 1971, einmal nach Osten und einmal nach Westen, aufgenommen richtungsabhängig Zeit Unterschiede, die sind in guter übereinstimmung mit den Vorhersagen der konventionellen Relativitätstheorie. Relativ zur atomaren Zeitskala der USA, Naval Observatory, die fliegenden Uhren verloren 59 ± 10 Nanosekunden während der Reise nach Osten und gewann 273 ± 7 Nanosekunden während der Reise nach Westen, wo die Fehler sind die entsprechenden Standardabweichungen. Diese Ergebnisse liefern eine eindeutige empirische Auflösung der berühmten Uhr „Paradox“ mit makroskopischen Uhren.
  • Eine Uhr, die 33 cm angehoben wurde-ein Drittel eines Meters,etwas höher als ein US-Fuß, etwa zwei Stufen auf einer typischen Treppe. Vorhergesagt Bruch-ändern von 3,6 × 10-17. Gemessen Bruch ändern (4.1 ± 1.6) × 10-17., Es würde ungefähr eine Milliarde Jahre dauern, bis sich dieser Unterschied auf eine Sekunde ansammelt.,td>Vg
    f0 c2
    Δf ΔVg
    f0 c2
    f ≈ 1 − Gm
    f0 c2r
    f ≈ 1 − g∆h
    f0 c2
    • 1959 Harvard Tower Experiment., Pound, Rebka, und Snyder. Jefferson Physical Laboratory, Harvard. Bestätigt in einem experiment in einem Aufzug(?) studierte an der Harvard University von Robert Pound (1919-2010) und Glen Rebka (1931-2015) im Jahr 1959. Eine Quelle von Gammastrahlen wurde oben auf dem Schacht und ein Detektor unten platziert. Die Quelle erzeugte Gammastrahlen mit einer genauen Frequenz und der Detektor wurde entwickelt, um nur Gammastrahlen mit dieser bestimmten Frequenz zu detektieren. Beim „Herunterfallen“ des Schaftes wurden die Gammastrahlen blau auf eine höhere Frequenz verschoben. Pound und Rebka stellten die Quelle auf einen vibrierenden Lautsprecher., Wenn sich der Lautsprecher mit der richtigen Geschwindigkeit nach oben bewegte, wurde die Gravitationsblauverschiebung durch die Bewegungsrotverschiebung aufgehoben und der Detektor würde die Gammastrahlen erkennen. Bewegen Sie sich mit jeder anderen Geschwindigkeit und Notierung wird erkannt. Messen Sie die Geschwindigkeit der Quelle, das lokale Gravitationsfeld, die Höhe des Detektors über dem Emitter und die Lichtgeschwindigkeit; Zahlen in Gleichung setzen; Überprüfen Sie, ob beide Seiten innerhalb der Grenzen des experimentellen Fehlers gleich sind (~10%, Pound und Snider reduzierten dies 1964 auf ~1%).
    • 1976 Scout Rakete Experiment. Smithsonian Astrophysical Observatory., Das erste derartige Experiment war das Rocket Redshift Experiment der National Aeronautics and Space Administration/Smithsonian Astrophysical Observatory (NASA-SAO), das im Juni 1976 stattfand. Eine Wasserstoff-Maser-Uhr wurde mit einer Rakete auf eine Höhe von etwa 10.000 km und ihre Frequenz im Vergleich zu einer ähnlichen Uhr am Boden geflogen. In dieser Höhe sollte eine Uhr 4,5 Teile in 1010 schneller laufen als eine auf der Erde., Während zwei Stunden freien Falles aus seiner maximalen Höhe sendete die Rakete Timing-Impulse von einem Maser-Oszillator, der als Takt fungierte und mit einem ähnlichen Takt am Boden verglichen wurde. Dieses Ergebnis bestätigte die Gravitationszeitdilatationsbeziehung innerhalb von 0,01%.

    Ereignishorizont

    Was auch immer 2Gm/rc2 zu einer Annäherung macht, lässt den Dominator √(1 − 2Gm / rc2) sich Null nähern und lässt die Zeit eines Ereignisses bis ins Unendliche ausdehnen., Dies geschieht, wenn sich ein Ereignis der folgenden Entfernung von einem Gravitationskörper nähert…

    rs = 2Gm
    c2

    Dieser Abstand wird als Schwarzschild-Radius bezeichnet., Eine andere Möglichkeit, die Gleichung für die Gravitationszeitdilatation zu schreiben, ist in Bezug auf diese Zahl…

    t‘ = t
    √(1 − rs/r)

    Der Schwarzschild-Radius teilt die Raumzeit in zwei Regionen getrennt durch einen Ereignishorizont. Der Horizont auf der Erde teilt die Erdoberfläche in zwei Regionen — eine, die gesehen werden kann und eine, die nicht., Der Ereignishorizont teilt Raum und Zeit in zwei Regionen auf — ein Außen, in dem Informationen in jede Richtung fließen, und ein Innen, in dem Informationen ein, aber nicht herausfließen können. Auf der Erde ist ein Horizont mit einem Beobachter verbunden. In der Raumzeit ist ein Ereignishorizont mit einer Quelle extremer Schwerkraft verbunden.,> rs

    t‘ = bi t inside Die Zeit ist mathematisch imaginär, die Zeit wird raumähnlich, der Raum wird zeitähnlich (bi ist eine imaginäre Zahl, die aus einem reellen Koeffizienten b multipliziert mit der imaginären Einheit i besteht, wobei i2 = -1 ist) r = 0 t‘ = 0 Singularität Zeit hat keine Bedeutung, alle Ereignisse passieren gleichzeitig, neue Physik wird benötigt

    Die meisten Objekte haben keinen Ereignishorizont., Es ist eine Entfernung, die nicht existieren kann. Alle Objekte, denen wir in unserem täglichen Leben begegnen, und die meisten Objekte im Universum sind deutlich größer als ihr Schwarzschild-Radius. Sie können der Erde nicht so nahe kommen, dass die Zeit stehen bleiben würde. Der Schwarzschild-Radius beträgt 9 mm, der tatsächliche Radius 6.400 km. Denken Sie nicht, Sie könnten die Zeit stoppen, indem Sie bis zum Erdkern tunneln. Die Schwerkraft innerhalb der Erde nimmt in ihrem Mittelpunkt auf Null ab. Du bist nicht näher an der Erde in ihrem Zentrum, du bist in ihr., Wenn du wie jetzt auf der Erdoberfläche bist, zieht dich die Schwerkraft insgesamt in eine Richtung — nach unten. Wenn du zum Mittelpunkt der Erde gehen könntest, würde dich die Schwerkraft in alle Richtungen nach außen ziehen, was genauso ist wie keine Richtung. Schwerkraft, die in keine Richtung zieht, kann nicht stark sein.

    Versuchen wir ein größeres Objekt mit größerer Schwerkraft-die Sonne. Der Schwarzschild-Radius der Sonne beträgt 3 km, der tatsächliche Radius jedoch 700.000 km. Das ist nicht viel besser. Probieren Sie den schwersten bekannten Stern aus — RMC 136a1. Es ist 315 mal massiver, aber nur 30 mal größer., Sein Schwarzschild-Radius beträgt 930 km, was immer noch viel kleiner ist als sein Radius.

    Das Problem (was wirklich kein Problem ist) ist, dass alle Objekte um uns herum und die Mehrheit der Himmelskörper wie Planeten, Monde, Asteroiden, Kometen, Nebel und Sterne nicht ausreichend klein genug gemacht werden können. Die Sonne wird eines Tages sterben und ihr Kern wird über Milliarden von Jahren auf die Größe der Erde schrumpfen, aber dort wird sie enden. Die Erde könnte durch das Entweichen von Gas aus der sterbenden Sonne in Stücke geblasen werden, aber sie wird niemals symmetrisch in ein Kugellager zerquetscht., Es gibt im Wesentlichen keine Möglichkeit, den Radius der Sonne auf 3 km oder die der Erde auf 9 mm zu bringen. RMC 136a1 ist jedoch eine andere Geschichte.

    Sterne sind Miasmen von Glühlampen Plasma wie das Lied geht. Sie werden von innen durch die Verschmelzung von Lichtelementen zu schwereren erhitzt. Diese Hitze hält sie in gewissem Sinne aufgeblasen. Wenn sie ihren Kraftstoff verbrauchen, verlieren sie diese Wärme und beginnen zu schrumpfen. Für Sterne wie die Sonne verschmilzt Wasserstoff im Kern zu Helium, wo der Druck hoch genug ist., Wenn sich der gesamte Kern in Helium verwandelt hat, verliert der Stern die Energie, die benötigt wird, um ihn aufzupumpen, und er beginnt zu schrumpfen.

    Die Sonne wird schrumpfen, bis die Zwischenräume zwischen den Atomen so klein sind, wie sie bekommen können. Ein solcher Stern wird weißer Zwerg genannt. Stellen Sie sich vor, die Sonne ist auf die Größe der Erde geschrumpft. Wir sind immer noch 1000 Mal oder 3 Größenordnungen zu groß für einen Ereignishorizont zu bilden.

    Beim Schrumpfen wird die Sonne auch einen guten Teil ihrer äußeren Schichten abwerfen. Das erzeugt eine nebulöse Wolke aus Glühlampen, die den weißen Zwergkern umgibt, der als planetarischer Nebel bezeichnet wird., Das ist ein unglücklicher Begriff, da er nichts direkt mit Planetenbildung zu tun hat.

    Größere Sterne haben kompliziertere Lebensstile. Einige von ihnen können Kernenergie gewinnen, indem sie drei Heliumkerne zu einem Kohlenstoffkern verschmelzen. Einige werden zusätzliche Heliumkerne an diesen Kohlenstoff heften, um Sauerstoff, Neon, Magnesium, Silizium, Schwefel, Argon und so weiter bis hin zu Eisen zu bilden. Solche Sterne können auf zwei Arten sterben. Beide beinhalten den Zusammenbruch des Kerns und das Abwerfen der äußeren Schichten., Ein solcher sterbender Stern wird als Supernova bezeichnet und ist ein Prozess, der viel schneller abläuft als der Tod von Sternen wie der Sonne — in Stunden und nicht in Jahrtausenden. Der Restkern könnte einen weißen Zwerg bilden, wenn zu viel Oberflächenmaterial ausgestoßen wird, aber das wahrscheinlichere Ergebnis ist ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch.

    Ein Neutronenstern ist ein Reststernkern mit genügend Masse, dass sein Gravitationsfeld stark genug ist, um den Elektronendegenerationsdruck zu überwinden — das quantenmechanische Äquivalent der abstoßenden elektrostatischen Kraft zwischen Elektronen., Dies zerdrückt die umlaufenden Elektronen in den Kern, wo sie sich mit Protonen verbinden, um Neutronen zu bilden. Ein solcher Stern ist effektiv ein riesiger Neutronenball. Stellen Sie sich einen Sternkern vor, der das 2-oder 3-fache der Masse der Sonne auf die Größe einer Stadt zerquetscht, sagen wir 10 km im Radius. Der Schwarzschild-Radius eines 3 – Sonnenmassenobjekts beträgt 9 km. Wir sind fast da.,

    Wenn einige wirklich große Sterne zusammenbrechen, enthalten ihre Restkerne genügend Masse, dass die Schwerkraft schließlich den Neutronendegenerationsdruck überwinden wird — der Aspekt der starken Kernkraft, der Neutronen und Protonen in respektablem Abstand voneinander hält. Jetzt ist nichts mehr übrig, um gegen die Schwerkraft zu wirken, und der Kern zerquetscht sich auf Radius und Volumen von Null. Nicht nur sehr kleine, sondern tatsächliche mathematische Null. Ein solches Objekt wird als Schwarzes Loch bezeichnet, da nichts, nicht einmal Licht, seinem Gravitationsdruck entgehen kann.

    Zurück zu RMC 136a1?,

    Denken Sie daran, dass in dem Abschnitt dieses Buches, der sich mit Gravitationspotentialenergie befasste, der Schwarzschild — Radius abgeleitet wurde-als Entfernung von einem massiven kompakten Objekt, bei dem die Fluchtgeschwindigkeit der Lichtgeschwindigkeit entsprechen würde. Dazu haben wir gerade eine weitere Funktion hinzugefügt. Es ist der Ort, wo die Zeit aufhört.,

    Gravitationswellen

    • binäre Pulsare spiralförmig ineinander
      • indirekte Evidenz
      • Joseph Taylor und Russell Hulse
    • suspendierter Aluminiumzylinder
      • falsch positiv
    • im Jahr 2015 real entdeckt, 2016 berichtet
    • Interferometer
      • LIGO (Laser Interferometer Gravitationswellen Wave Observatory), Advanced LIGO
        Das Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) ist eine Einrichtung zur Detektion kosmischer Gravitationswellen und zur Nutzung dieser Wellen für die wissenschaftliche Forschung., Es besteht aus zwei weit voneinander getrennten Anlagen in den Vereinigten Staaten-eine in Hanford Washington und die andere in Livingston, Louisiana — unisono als ein einziges Observatorium betrieben
      • Virgo, Advanced Virgo
        Der Virgo-Detektor für Gravitationswellen besteht hauptsächlich aus einem Michelson-Laser-Interferometer aus zwei orthogonalen Armen, die jeweils 3 Kilometer lang sind. Mehrere Reflexionen zwischen Spiegeln an den Extremitäten jedes Arms verlängern die effektive optische Länge jedes Arms auf bis zu 120 Kilometer., Jungfrau befindet sich auf dem Gelände von EGO, European Gravitational Observatory, mit Sitz in Cascina, in der Nähe von Pisa auf dem Fluss Arno Plain. Der Frequenzbereich von Virgo reicht von 10 bis 6.000 Hz. Dieser Bereich sowie die hohe Empfindlichkeit sollten den Nachweis von Gravitationsstrahlung durch Supernovae und Koaleszenz binärer Systeme in der Milchstraße und in äußeren Galaxien, beispielsweise aus dem Virgo-Cluster, ermöglichen.,
      • LISA (Laser Interferometer Space Antenna) vorgeschlagene Starttermin 2018~2020
        LISA besteht aus drei identischen Raumfahrzeugen, deren Positionen markieren die Eckpunkte eines gleichseitigen Dreiecks fünf Millionen km auf einer Seite, in der Umlaufbahn um die Sonne. LISA kann als riesiges Michelson-Interferometer im Weltraum betrachtet werden. Die Raumfahrzeugtrennung legt den Bereich der GW-Frequenzen fest, die SIE beobachten können (von 0,03 milliHertz bis über 0,1 Hertz). Das Zentrum des LISA-Dreiecks zeichnet eine erdähnliche Umlaufbahn in der Ekliptikebene nach, eine astronomische Einheit von der Sonne, aber 20 Grad hinter der Erde., Die Ebene des Dreiecks ist um 60 Grad zur Ekliptik geneigt. Die natürlichen Freifallbahnen der drei Raumfahrzeuge um die Sonne behalten diese Dreiecksformation bei, wobei sich das Dreieck einmal pro Jahr um sein Zentrum zu drehen scheint.

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