10 Fakten über die Gravitationswellen, die Sie kennen müssen

Die Existenz von wurde tatsächlich vor vielen Jahren von Albert Einstein zum ersten Mal vorweggenommen. Nach etwa einem Jahrhundert der Vorfreude wurden endlich Gravitationswellen und Wellen im Gefüge der Raumzeit entdeckt. Aber warum ist dieser Durchbruch so wichtig? Um das zu beantworten, hier sind 10 Fakten über die Gravitationswellen:

10 Die Möglichkeit von Zeitreisen

Sci-Fi-Fan-Boys auf der ganzen Welt machen sich gemeinsam die Hosen nass, als bestätigt wurde, dass es tatsächlich Gravitationswellen gibt. Was sie so glücklich darüber gemacht hat, ist, dass es einen Teil von Einsteins spezieller Relativitätsgleichung gibt, der auf der Existenz von Gravitationswellen beruht, um Zeitreisen zu ermöglichen. Die wissenschaftliche Gemeinschaft hat schnell darauf hingewiesen, dass wir noch weit davon entfernt sind, schneller oder langsamer als 365 Tage im Jahr durch die Zeit zu reisen. Mit Einsteins Talent für die Richtigkeit kann es jedoch nur eine Frage der Zeit sein.

"Es gibt immer noch viel da draußen …" sagte der Vorsitzende der Astrophysikabteilung der Princeton University. "Aber allgemeine Relativitätsgleichungen sagen uns, dass sie (negative Massenteilchen und stabile Wurmlöcher) Zeitreisen ermöglichen würden." Er fährt fort, dass echte Zeitreisen immer noch weit außerhalb des Bereichs des menschlichen Verständnisses liegen können, jedoch wird die allgemeine Relativitätstheorie wesentlich sein, wenn diese Entdeckung gemacht wird.

9 Bestätigung der Lokalität

Zu den wesentlichen Fakten über die Gravitationswellen gehört die Bestätigung der Lokalität. Lokalität ist eine Theorie in der Physik, die besagt, dass "was hier passiert, eher von dem beeinflusst wird, was in der Nähe passiert, als von dem, was in der Ferne passiert." Dies scheint im Quantenzeitalter offensichtlich genug zu sein, aber in Newtonschen Zeiten wurde allgemein angenommen, dass sich die Schwerkraft nicht so verhält. Newtons Erklärung für das Verhalten der Schwerkraft war, dass die Auswirkungen der Massenänderung eines Objekts Änderungen der Gravitationskraft im gesamten Universum verursachen würdensofort. Einsteins Problem mit dieser Theorie ist, dass sich Gravitationswellen schneller als mit Lichtgeschwindigkeit bewegen würden. Newton mochte diese Theorie besonders nicht, weil dies bedeuten würde, dass sich die Schwerkraft ohne ein Medium wie Luft ausbreiten kann. Er hat letztendlich einen Stift in dieser Theorie hinterlassen und es dem Ermessen seiner Leser überlassen.

Die Existenz von Gravitationswellen beweist, dass Newton zu Recht an seiner eigenen Vorstellung von Nichtlokalität zweifelte, da Gravitationswellen über fundamentale Teilchen, die als Gravitation bezeichnet werden, wandern und sich mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen.

8 Zwillinge des Universums

Die Verschmelzung von zwei Schwarzen Löchern zu einem supermassiven Schwarzen Loch wurde theoretisiert, aber erst bewiesen, als zwei Wissenschaftler und ihre supersensiblen Geräte Beweise dafür fanden, dass ein solches Ereignis vor 1,3 Milliarden Jahren stattfand. Die Frage, wie diese beiden Schwarzen Löcher nahe genug kamen, um sich zu verbinden, ist eine andere Frage, und eine vorherrschende Theorie besagt, dass sie aus dem Zusammenbruch eines einzelnen Sterns geboren wurden: der Sternversion einer Mutter, die Zwillinge zur Welt bringt. Schwarze Löcher entstehen, wenn ein Stern bei einer Supernova-Explosion explodiert. Bisher gab es keine Hinweise darauf, ob eine Supernova zwei Schwarze Löcher gebären könnte. Mit den neuen Daten, die uns durch die Analyse von Gravitationswellen zur Verfügung gestellt wurden, können jedoch neue Theorien wie diese untersucht werden.

7 Eine neue Sichtweise auf das Universum

Mit der Fähigkeit der Menschheit, Gravitationswellen zu erfassen, haben Wissenschaftler eine völlig neue Möglichkeit, das Universum zu untersuchen. Gravitationswellen direkt erfassen zu können, ist vergleichbar mit einer blinden Person, die plötzlich sehen kann. Diese neue sensorische Eingabe eröffnet eine neue Dimension der Interaktion mit dem Universum, die bei weitem eine der wichtigsten Tatsachen über die Gravitationswellen ist.

Bisher beschränkten sich die Wissenschaftler darauf, zu untersuchen, was in den Tiefen des Weltraums geschieht, auf die Analyse elektromagnetischer Wellen wie Licht und Radiowellen, die sich durch den Kosmos bewegen. Diese Analysemethode ist begrenzt, da Schwarze Löcher kein Licht emittieren und wenn EM-Wellen nahe genug an ein Schwarzes Loch heranreichen, biegen sie die Wellen. Gravitationswellen sind gegen dieses Problem immun und so können Wissenschaftler jetzt Daten analysieren, die direkt von Schwarzen Löchern stammen.

6 neue Waffentypen

Die Menschheit liebt Waffen. Wir wissen nicht, ob das eine gute Sache ist, aber es gehört definitiv zu den wichtigsten Fakten über die Gravitationswellen, die jeder kennen sollte. Bei jeder neuen Entdeckung, die in der Welt der Wissenschaft gemacht wird, ist eines der ersten Dinge, die wir uns fragen: "Können wir sie bewaffnen?" Zum Glück haben Astrophysiker schnell darauf hingewiesen, dass die Idee, Gravitationswellen zu verwenden, um interstellare Fahrzeuge anzutreiben, absoluter Müll ist und die Idee, sie in Waffen umzuwandeln, ebenso lächerlich ist. Dies hinderte die United States Defense Intelligence Agency jedoch nicht daran, eine Kommission zu bilden, die sich mit der Frage befasste, ob hochfrequente Gravitationswellen eine Bedrohung für die US-Sicherheit darstellen könnten.

Sie haben wahrscheinlich nur dafür gesorgt, dass alle ihre Stützpunkte abgedeckt sind, aber vergessen wir nicht, dass sie, wenn Sie die japanische Regierung 1940 fragten, ob sie einen Notfallplan für die Möglichkeit hatten, eine 15-Kilo-Tonnen-Atombombe auf sie abzuwerfen, dies taten hätte dich auch ausgelacht. Und wir alle wissen, was 1945 passiert ist.

5 Fortgeschrittenere LIGOs

Wenn Sie die Teleskope beiseite schieben, haben wir eine neue Lieblingsmethode, um das Universum zu erkunden. Herkömmliche Methoden zur Untersuchung des Kosmos umfassen die Analyse verschiedener Formen elektromagnetischer Strahlung auf ihrem Weg durch den Raum. Das Hauptproblem bei der Verwendung von EM-Wellen zum Blick in den Weltraum besteht darin, dass sie häufig verzerrt und gedämpft werden, bevor sie die Erde erreichen können. Hier kommt eine der erstaunlichsten Fakten über die Gravitationswellen. Dies ist kein Problem bei Gravitationswellen, die mit Laserinterferometer-Gravitationswellenobservatorien (LIGO) erfasst werden .

Derzeit gibt es nur zwei betriebsbereite LIGOs zur Analyse von GW-Wellen. Dies liegt daran, dass der Bau teuer ist. Das in den USA ansässige LIGO kostet über 40 Jahre über 1,1 Milliarden US-Dollar und wurde als wissenschaftliches Experiment auf der Grundlage einer unbewiesenen Theorie gebaut. Mit der Bestätigung der Gravitationswellen werden die Regierungen eher bereit sein, Geld für die Entwicklung neuer und fortschrittlicherer LIGOs auszugeben.

4 Neue Kommunikationstechnologie

Seit den Anfängen des Menschen sind elektromagnetische Wellen unser bevorzugtes Kommunikationsmittel. Wir haben Rauchsignale, Telefone und Radios benutzt. Sie sind eine großartige Kommunikationsmethode, da sie sich mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen und große Entfernungen zurücklegen können. Die einzigen Nachteile, die wir bei der Verwendung elektromagnetischer Wellen in der Kommunikation festgestellt haben, sind, dass sie leicht von der Masse absorbiert werden. Gravitationswellen lösen dieses Problem, da sie aus Partikeln bestehen, die so klein sind, dass sie mühelos und ohne Dämpfung durch die Masse gelangen. Wenn das Problem der Sichtlinie behoben ist, würde die Verwendung von GWs für die Kommunikation den Bedarf an Peripheriegeräten wie Satelliten und Relaispunkten erheblich verringern, was die Kommunikationskosten erheblich senken würde.

Der einzige Nachteil ist, dass Gravitationswellen sehr schwer zu erzeugen sind und ihre Erkennung noch schwieriger ist. Damit ihre Verwendung praktisch ist, müssen sie bei hohen Frequenzen erzeugt werden. Die effizienteste Technologie, mit der wir HFGWs übertragen können, ist ein gleichphasiges mikroelektrisches mechanisches System (MEMS) und der Li-Baker-HFGW-Detektor, um diese zu erkennen. Diese Geräte zeigen, dass die Kommunikation mit GWs möglich ist, es muss jedoch noch viel mehr Arbeit geleistet werden, um die Empfindlichkeit der GW-Detektoren zu erhöhen und die zur Erzeugung von HFGWs erforderliche Leistung zu verringern. Dies ist ohne Zweifel eine der wichtigsten Tatsachen über die Gravitationswellen.

3 Sie sind nicht dasselbe wie Gravitationswellen

Ja, sie klingen gleich und werden beide von Massenobjekten erzeugt, aber sie sind völlig verschiedene Dinge. Gravitationswellen sind Wellen in Raum und Zeit. Sie können sich durch das Vakuum des Weltraums bewegen und sich mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen. Gravitationswellen hingegen sind ein Phänomen, das in der Fluiddynamik auftritt. Sie sind die Welle, die eine Schwerkraft mit sich führt und für deren Bewegung ein Medium wie Luft oder Wasser erforderlich ist. Sehen? Ganz andere Dinge.

2 Einstein nannte es wieder

Dies war bereits allgemein bekannt, aber da sich immer mehr seiner Vorhersagen als richtig erwiesen haben, können wir sehen, dass Einstein nichts falsch machen konnte. Was Einstein besonders brillant macht, ist, dass er fast ausschließlich ein theoretischer Physiker war. Während sich die meisten Wissenschaftler auf komplexe Experimente stützen, um ihre Schlussfolgerungen abzuleiten, warf Einstein nur Theorien auf den Markt und ließ sie von anderen Menschen beweisen, als die Technologie verfügbar wurde. Deshalb werden die meisten seiner Theorien lange nach seinem Tod bewiesen.

Das erste Mal, dass seine Vorhersagen über die Krümmung von Raum und Zeit bestätigt wurden, war 1919, 14 Jahre nach der Veröffentlichung seiner speziellen Relativitätstheorie. Darin sagte er voraus, dass sich sichtbares Licht der Sterne um die Sonne biegen würde. Astronomen waren jedoch skeptisch, als die Sonnenfinsternis von 1919 eintrat, drehten sie ihre Teleskope zum Himmel und sahen genau das, was er voraussagte. Seitdem hat er Recht, was zeigt, dass es entweder eines tapferen Mannes oder eines Narren bedarf, um an Einstein zu zweifeln.

1 Absolut nichts, also behalten Sie Ihren Tagesjob

Ja, das ist die Nummer eins unter den wichtigsten Fakten über die Gravitationswellen, die man kennen sollte. Eine weitere von Einsteins Theorien hat sich als richtig erwiesen. Das ist nichts Neues. Seine Theorien haben sich im letzten Jahrhundert bewährt. Was ist, wenn tatsächlich Gravitationswellen existieren? Sie sind seit Anbeginn der Zeit dort und werden noch lange nach unserer Abwesenheit dort sein. Wissenschaftler mögen einen Grund zum Feiern haben, aber was bedeuten Gravitationswellen für den durchschnittlichen Joe? Absolut gar nichts. Sie müssen morgens immer noch aufstehen und Ihren Alltag erledigen. Aber Sie können sich darauf verlassen, dass wir da draußen ein Rätsel weniger lösen müssen.

10 Fakten über die Schwerkraftwellen

1. Absolut nichts, also behalte deinen Tagesjob
2. Einstein nannte es wieder
3. Sie sind nicht dasselbe wie Gravitationswellen
4. Neue Kommunikationstechnologie
5. Fortgeschrittenere LIGOs
6. Neue Waffentypen
7. Eine neue Sichtweise auf das Universum
8. Zwillinge des Universums
9. Bestätigung der Lokalität
10. Die Möglichkeit von Zeitreisen

Geschrieben von: Kris Kabiru