Gravitaatioaallon havainnointi

[mistral]

Kun joku vaan osaisi selittää, g.aaltojen olemuksen, sitten pääsisi jyvälle kuinka mittalaite on rakennettu.

[mistral]

Enemmänkin juttu keskittyy g-aaltojen havainnointitekniikoihin kuin niiden luonteen syvälliseen selittämiseen ja kuvaamiseen.

Vissiin siinä yritetään saada havaintoa fotoniaallon interferenssin tai miten nyt sanoisi, aallon vaiheen muutoksesta. Tämä kertoisi että jotain yllättävää on tapahtunut. Tarkoittaako se sitten sitä että satelliittien keskinäinen etäisyys on muuttunut vai jotakin muuta, tätä en tiedä. Jos avaruus tosiaan kutistuu ja pitenee g. aaltojen johdosta, niin okei, sitten se on niin. Vai onko kyse siitä että g.kenttä muuttaa fotoniaallon pituutta ultra vähän, mutta kuitenkin sen verran että se on mitattavissa...

[Umbra]

Gravitaatioaaltojen havainnoinnin vaikeus taitaa johtua ennen kaikkea siitä, että gravitaatio on ylivoimaisesti heikoin kaikista luonnon perusvoimista. Gravitaatioaalloista on myös hyvin paljon vaikeampi muodostaa kuvaa kuin sähkömagneettisista aalloista, koska ei ole olemassa niitä heijastavia peilejä tai taittavia linssejä. Ehkä jokin supersivilisaatio kykenisi rakentamaan teleskoopin gravitaatiolinsseistä esimerkiksi asettelemalla mustia aukkoja sopivaan järjestykseen. 

Karkea suunnan mittaus tietysti saataisiin aikaan kolmella ilmaisimella, mittaamalla eroja aaltojen saapumisen ajankohdissa.

[mistral]

Mitähän energiaa gravitaatioaaltoina mitattaisiin?

Jos gravitaatioaalto tarkoittaa kentän eri pisteissä kenttävoimakkuuden vaihtelua, aiheuttaisi se esim maan läpi edetessään pienen venytys/puristus efektin siihen. Tämä voisi teettää maanjäristyksiä joiden energiasta mitätön osa tulisi painovoima-aallosta. Suurin osa tulisi maan kuoren omista jännityksistä. Valon nopeudella g-aalto läpäisisi maan 0,04 sekunnissa joten pitäisi olla voimakas aalto että mitään tapahtuisi.

[mistral]

G-aallon jonkun pisteen läpimenoaika ei kai myöskään ole merkittävää sen suhteen ennättääkö aalto saada aikaan jotakin liikenopeutta maamassoille vai ei, vaan g-aallon pituus (eli g-muuutoksen vaikutusaika) ja voimakkuus. Vai mieltäisikö osa g-aalto -termin miksi tahansa, myös pysyväksi, eli yleensä joksikin g-arvomuutokseksi ja näiden muutostapahtumien havainnoinniksi..?

G-aallon pituus oikeastaan on tärkeää, jos sen min ja max arvo mahtuu maan sisään, silloin jotain vaikutusta voi olla, todellisuudessa tuskin koskaan on ollut tai tulee olemaan.

G-arvon muutoksen olen käsittänyt aalloksi. Ainoaksi merkittäväksi g-aaltogeneraattoriksi olen ymmärtänyt mustan aukon ja sen kaverin tekemän framedraggingin eli suomeksi ne jotenkin vellovat avaruutta.

[mistral]

Veteen tippuneen kappaleen aallot ei tsunamitasoa lukuunottamatta ole kovin kaukaa havaittavissa ja sekin aavalla erityismittauksin. G-aallot ilmeisesti vaimenee arvioitua aiemmin

Ainakin g-aallot leviää kolmeen ulottuvuuteen kun meren aallot vain kahteen. Tämä laajemmalle leviäminen vastaavasti pudottaa tehoa.

[Kaizu]

Jos olisikin yhtä paljon + ja - merkkistä gravitaatiota niin gravitaatio näyttäytyisi oikessa suhteessa muihin vuorovaikutuksiin nähden. Kun kaikki hippuset vetävät toisiaan puoleensa niin vaikutus kumuloituu tunnetuin seurauksin.

Gravitaatioaallot erottuvat taustakohinasta selkeämmin jos mittalaitteet viedään gravitaatiosaasteettomaan paikkaan eli galaksijoukkojen väliseen avaruuteen.

Kaizu

[mistral]

Avaruudessa on hurjia juttuja kuten päivän T&A uutinen kertoo:

Erityisen kiinnostava on tähdille ennustettu loppu. Jos ne yhdistyvät ja pyörivät suurella nopeudella vielä loppuunsa asti, niistä voi tulla erittäin energinen pitkäkestoinen gammapurkaus. Toisaalta jos tähtien sisukset sekoittuvat tarpeeksi eivätkä yhdisty lainkaan, niistä voi tulla kahden mustan aukon pari. Mustien aukkojen pari olisi voimakas gravitaatioaaltojen lähde.

Maan halkaisija mustana aukkona (horisontti) on alle 2cm, auringon ehkä 6km, mitä lienee näillä jos luhistuvat. Jos tämä kaksoistähti olisi Proxima Centaurin tilalla, olisi se nätti katsella mutta kestäisikö ihminen 40 000 asteen lämpösäteilyä niin läheltä?

Gravitaatioaaltoja saattaisi kyllä tulla mittalaitteeseen näin "läheltä".

[Kaizu]

Gravitaatioaaltoja nuo mustat aukot säteilisivät merkittävästi vasta kun musta-aukkoparin keskinainen etäisyys olisi hyvin pieni (ja kiertonopeus suuri). Jos mustat aukot syntyisivät nykyisten tähtien tilalle, ei systeemi säteilisi gravitaatioaaltoja yhtään nykyistä enempää. Mustan aukon syntyprosessissa syntyy gravitaatioaltopulssi kun osa tähden materiaalista poistuu supernovaräjähdyksen yhteydessä ja osa romahtaa nopeasti tapahtumahorisonttiin.

Kaizu

[mistral]

Tähtiparin etäisyys toisistaan on 30x maan ja kuun välinen matka joten romahtaneina tähtinä niillä on kyllä reilusti tilaa lähestyä toisiaan. Lähestyminen vaan olisi hirveän hidasta koska niiden potentiaali+liike-energia pitäisi purkaa jotenkin. Jos romahdus päätyy neutronitähdiksi, purkautuisiko energiaa, onko ne yhtä voimakkaita säteilijöitä kuin tavalliset tähdet? Mustina aukkoina säteily loppuisi kokonaan, vain heikot gravitaatioaallot alentaisi niiden ratoja. (Hawkingin säteily myös, jos sitä on olemassa) Kaukaisessa tulevaisuudessa g-aallot voimistuisi päättyen yhteensulautumiseen.

[Kaizu]

Kuun etääntyminen maasta aiheutuu vuorovesivoimista ja loppuu siinä kohdin kun maa ja kuu kumpikin näyttää saman puolen toisilleen.

Kaizu

[mistral]

Eli sama ilmiö, jota edellinen kirjoittaja kuvasi. Frame dragging ja erilliskappaleiden toisiinsa vaikuttamat vuorovesivoimat ovat yhteisriippuvia.

Muistutettakoon, ettei mustia aukkoja ole verifioitu, tapahtumahorisontit voivat olla asymptootteja, joita ei äärellisessä ajassa ja etäisyydessä tavoiteta.

Miten niin sama ilmiö? Vuorovesivoimat, tässä tapauksessa vaikuttaa valtamerien vesimassojen hitauteen, ja veden hitaus estää maapallon "vetoköyden" osoittamasta suoraan kuun massakeskipisteestä maan massakeskipisteeseen. Tämä kuun kiertoradan poikkeama tasan 90 asteen kulmasta siirtää liike-energiaa sille vuosituhansien kuluessa.

Eikös frame dragging tuota g-aaltoja mikä on eri asia kuin massan hitaus.

Jos ja kun ovat asymptootteja, ei se muuta käsittääkseni mitään.

[Umbra]

Minäkin olen käsittänyt frame draggingin ja vuorovesivoimat aivan eri ilmiöinä. Vuorovesivoimat siirtävät Kuuta kauemmas, koska vuorovesien kitka hidastaa Maapallon pyörimistä, ja osa menetetystä liike-energiasta siirtyy Kuun potentiaalienergiaksi Mistralin mainitseman painovoimakentän epäsymmetrian kautta. Frame dragging taas on Maapallon läheisyydessä niin heikko, että se voidaan havaita vain herkillä mittalaitteilla. Voimakkaimmillaan se on mustan aukon ympärillä, eikä mustissa aukoissa varmaankaan ole mitään nestekerrosta, jossa voisi ilmentyä vuorovesiä tai kitkaa.

Mitä tulee mustien aukkojen verifioimiseen, ainakin sillä perusteella mitä olen lukenut yleistajuisesta kirjallisuudesta kukaan ei toistaiseksi tiedä mitään varmaa mustan aukon sisuskaluista. Eli nähdäkseni emme voi sanoa varmuudella romahtaako aines koskaan "mustaksi aukoksi asti". On paljon mahdollista, että mustia aukkoja ei ole olemassa sellaisina kuin suhteellisuusteoria ne kuvaa - käsittääkseni nykyään on varsin yleinen kanta, että suhteellisuusteoria jolain lailla pettää riittävän äärimmäisissä olosuhteissa. Toisaalta ainakin säieteorian kuvaama musta aukko näyttää päällepäin täsmälleen samalta kuin suhteellisuusteoreettinen musta aukko, joten kaipa sitä voidaan nimittää "mustaksi aukoksi" paljoa valehtelematta.

[awallin]

LIGO uutisten aiheesta radiossa eilen:
http://areena.yle.fi/1-3215763?autoplay=true

[mistral]

Hyvä ohjelma. Ja niinhän he sanoivat että avaruus oikeasti supistuisi ja laajenisi, mikä on ollut ainakin minulle epäselvää. Ajettelin aiemmin että materia avaruudessa vaan liikkuu mutta nyt näyttäisi siltä että itse avaruus liikkuu.