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Einsteins Gravitationswellen entdeckt

Sieht aus wie psychodelische Kunst, ist aber tatsächlich eine Simulation der ersten von LIGO beobachteten verschmelzenden Schwarzen Löcher. Abb.: S. Ossokine, A. Buonanno, R. Haas (Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik)

Sieht aus wie psychodelische Kunst, ist aber tatsächlich eine Simulation der ersten von LIGO beobachteten verschmelzenden Schwarzen Löcher und der daraus resultierenden Gravitationswellen. Abb.: S. Ossokine, A. Buonanno, R. Haas (Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik)

Washington, 11. Februar 2016. Forscher haben an aufwändigen Messanlagen in den USA erstmals die Gravitationswellen nachgewiesen, die Albert Einstein vor 100 Jahren vorausgesagt hatte. Das hat das Albert-Einstein-Institut der Max-Planck-Gesellschaft mitgeteilt, das an dem Nachweis beteiligt war. Diese Wellen zeigen starke Veränderungen des Raum-Zeit-Gefüges an.

Fusion Schwarzer Löcher sandte gewaltigen Energiestoß durchs All

Die Messung an den LIGO-Laser-Detektoren erfolgte bereits am 14. September 2015. Die Analyse der Daten mittels Supercomputern dauerte jedoch Monate. Inzwischen sind sich die beteiligten Wissenschaftler aber sicher, dass sie wirklich Gravitations-Wellen „gesehen“ haben. Im konkreten Fall entstanden diese Wellen wahrscheinlich durch die Verschmelzung von zwei Schwarzen Löchern im Weltall, etwa 1,3 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt.

Blick in einen Teil des LIGO-Detektors. Abb.: Caltech/MIT LIGO Laboratory und LIGO Scientific Collaboration

Blick in einen Teil des LIGO-Detektors. Abb.: Caltech/MIT LIGO Laboratory und LIGO Scientific Collaboration

Raum, Zeit und Masse untrennbar verbunden

Die Entdeckung bestätigt wichtige Modelle, die Einstein um das Jahr 1915 herum vom Wesen unseres Universums entworfen hatte. Demnach hängen Raum, Zeit und Materie untrennbar zusammen, können auch gekrümmt werden – aber unabhängig voneinander nicht existieren. Jahrzehntelang gelang es der Forschergemeinde aber nicht, Einsteins Gravitationswellen nachzuweisen. Nun, da sie endlich Gravitationswellen messen können, erhoffen sich die Astrophysiker ganz neue Einsichten in das Wesen und die Zukunft des Weltalls.

Der Nachweis der Wellen gelang durch kleine Laufzeitunterschiede von senkrecht zueinander ausgerichteten Laserstrahlen, die durch Spiegel hin- und hergeworfen werden. Die auf der Erde eintreffenden Gravitationswellen hatten den räumlichen Abstand zwischen den Spiegeln ganz leicht deformiert und damit dazu geführt, dass sich die Laserstrahlen etwas überlagerten. Die Messung gelang an den zwei LIGO-Detektoren in Livingston (Louisiana) und Hanford (Washington) in den USA.

4 Kommentare

  1. Siegfried Marquardt sagt

    Im Moment der Fusion der beider Schwarzen Löcher entstehen Gravitationswellen mit einer Amplitude von 10-21 m bei einer Frequenz von 1 kHz. Wie sollen diese Wellen mit einer Wellenlänge von
    λGW=3*108 m/s: 10³ Hz= 3*105 m (1)
    mit den Wellen des sichtbaren Laserlichtes im grünen Bereich mit einer Wellenlänge von 550 nm und einer Frequenz von ca. 1015 Herz interferieren können? Im Interferometer wird sich keine Interferenz der beiden extrem unterschiedlichen Wellentypen abbilden können. Ja, wie sollten den Gravitations- und elektromagnetische Wellen miteinander interferieren können? Dies wäre ja quasi so, als wenn Schallwellen mit elektromagnetische Wellen, oder Wasserwellen mit Schallwellen interferieren. Und die winzige Energie eines Gravitons mit
    EGW=h*νGW=6,625 *10-34 Ws²*1000 Hz ≈ 6*10-31 Ws (2)
    zu einem Photon mit der Energie von
    EPh=h*νPh=6,625 *10-34 Ws²*1015 Hz ≈ 4*10-19 Ws (3)
    verhält sich wie Eins zu 1012. Das winzige Graviton kann gar keine physikalische Wirkung auf das Photon ausüben!

  2. @ Siegfried Marquardt: Ich bin immer begeistert, wenn jemand so richtig viel Ahnung hat wie Sie. Seltsam nur, dass es weltweit keinem einzigen Wissenschaftler aufgefallen ist, dass das alles gar nicht funktionieren kann. Aber die stecken sicher alle unter einer Decke, diese Wissenschaftler. Ich bin übrigens in ihrem Kommentar ausgestiegen an der Stelle

    Das Auflösungsvermögen von optischen Atomuhren beträgt gegenwärtig 10-17 s

    Da scheinen Sie wohl etwas falsch verstanden zu haben. Aber die Funktionsweise des LIGO haben Sie ja auch schon nicht so ganz verstanden.

    • Sehr geehrter Herr Frank…, ich habe schon alles verstanden und fasse nochmals die wesentlichsten Passgen meines Artikels zusammen, um Ihnen die Transparenz zu erleichtern: Die forschen amerischanischen Forscher wollen eine Längenängerung von delta x= 2,8*10 hoch-18 m gemessen haben. Dazu ist eine Auflösung von d=lamda/2*A erforderlich (d ist der Abstand zweier Punkte, die noch gerade wahrgenommen werden können, Lamda die Wellenlänge – mit 0,55 µm im sichtbaren Bereich wird die beste Wahrnehmung garantiert und A stellt die numerische Apertur mit 1,4 dar). Damit ergibt sich im sichtbaren Bereich eine minimale/maximale Auflösung zu d= 0,55 µm:2*1,4 = 0,196 µm rund 0,2 µm=2*10 hoch -7 m. Elektronenmikroskope haben eine Auflösung von 2*10 hoch -12 . Es fehklen also noch 6 Potenzen, um die postulierte Längenänderung zu detektieren! Nun könnten die amerikanischen Forscher ganz clever gewesen sein und die Laufzeitdifferenz gemessen haben. Da ergibt eine noch katastrophalere Bilanz! Die Laufzeitdifferenz ∆t beträgt nämlich zirka 10-26 s. Denn:
      ∆t= ∆s:c= 2,8*10-18 m: 3*108 m/s ≈ 10-26s. (2)
      Das Auflösungsvermögen von optischen Atomuhren beträgt gegenwärtig 10-17 s und liegt damit deutlich unter dem hypothetisch berechneten Auflösungsvermögen. Die Energie die auf die Atmosphäre der Erde treffen würde betrüge von den beiden fusionierten schwaren Löchern mit 65 Sonnenmassen, wobei die Energie von drei Sonnenmassen in Rechnung zu stellen wäre
      EE= ESL: [(16*ASL:AE)* (R²:RE²]. Damit ergibt sich eine Energie von
      EE= 5,4*1047 J: [(16*0,5*1012): (41*106)]*[(1,44*1044: 0,5*1012)] ≈
      9*109 J=9*109 Ws ≈ 2500 kWh
      die auf die Atmosphäre der Erde treffen und hier wohl nahezu absorbiert werden würde. Zum Observatorium selbst würden vielleicht nur wenige J gelangen, wenn man das Flächenverhältnis der Erde in Relation zur Ausdehnung des Observatoriums setzt, wie leicht nachvollziehbar ist. Nach einem anderen Modell wird wohl streng genommen nicht ein J auf der Erde ankommen können, weil das All vom kosmischen Staub und den Planeten auf einer Entfernung von E=1,2*1022 km bis zur Erde völlig dicht und abgeschirmt sein muss. Und dies ist nun fast mehr als Nichts, einmal ganz salopp und skurril formuliert! Eine andere Frage wäre noch von Interesse: Wie verändert sich das Gravitationsfeld zwischen Fusionsraum der schwarzen Löcher und der Erde, wenn die drei Sonnenmassen in Energie verwandelt wird? Nach dem Newtonschen Gesetz ändert sich das Gravitationsfeld wie folgt:
      ∆F= γ*ME*3*MSL:r²= 6,76*10-11*6*1024*2*1030*3 N: 1,44*1044 ≈ 17 N.
      Es wirkt also eine Kraftänderung von 17 N auf die gesamte Erde ein. Diese Kraft ist nicht in der Lage, eine merkliche mechanische Änderung in der Versuchsanlage des Observatoriums zu bewirken. Es ist wohl so, dass Gravitationswellen aufgrund der physikalischen Eigenschaften des Lichtes mit ihrem beschränkten Auflösungsvermögen kaum jemals detektiert werden können. Denn das höchste Auflösungsvermögen wird mit Elektronenrastermikroskopen nach Lindner (1973) mit 10-15 m bei 15 kV angeblich erzielt. Nach neusten Erkenntnissen liegt ist aber weit unterhalb dieses Wertes und beträgt 2*10-12 m.
      Siegfried Marquardt, Königs Wusterhausen

  3. Wissenschaftlicher Humbug!
    Wie den Medien zu entnehmen war, wollen die amerikanischen Physiker mit ihrem Observatorium zum Nachweis von Gravitationswellen angeblich die Längenänderung von einem Tausendstel des Durchmessers eines Wasserstoffatomkerns gemessen haben. Dies ist zurzeit absolut unmöglich! Denn der Durchmesser eines Wasserstoffprotons beträgt DH2p= 2,8*10-15 m (14 Nullen hinter dem Komma). Ein Tausendstel davon wären nach Adam Ries dann 2,8*10-18 m (17 Nullen hinter dem Komma). Übrigens erzeugt jede natürliche Erschütterung (vorbeifahrendes Auto, ja ein Fußgänger) in der Umgebung des Observatoriums eine bedeutend größere Abweichung, wie die angeblich gemessene Längendifferenz von ∆s=2,8*10-18 m. Unabhängig davon, beträgt die maximale Auflösung von Licht 0,5 der Wellenlänge oder ∆x= λ/2. Da vom Laser des amerikanischen Observatoriums zur Detektion von Gravitationswellen nicht der Wellenbereich angegeben wurde, soll das Gesamte Spektrum für die Berechnung des Auflösungsvermögens betrachtet werden. Das sichtbare Spektrum der Wellenlängen reicht von ca. 390 nm (Nanometer – ein Milliardstel Meter) bis ca. 780 nm. Die Spannweite des Auflösungsvermögens bewegt sich also von 195 nm bis 390 nm. Dies sind 1,95 *10-11 bis 3,9*10-11 m. Das Auflösungsvermögen von Laserlicht liegt also um rund 7 Potenzen unter dem erforderlichen Auflösungsvermögen von 1,4 *10-18 m. Nun könnten die amerikanischen Forscherganz ganz klug gewesen sein und die Laufzeitdifferenz gemessen haben. Da ergibt noch eine katastrophalere Bilanz! Die Laufzeitdifferenz ∆t beträgt nämlich zirka 10-26 s (∆t= ∆s:c= 2,8*10-18 m: 3*108 m/s≈ 10-26s). Das Auflösungsvermögen von optischen Atomuhren beträgt gegenwärtig 10-17 s. Und bei der Betrachtung der Energiebilanz wird deutlich, dass aus einer Entfernung von 1,3 *109*365*24*3600 s* 300.000 km/s = 1,3*109*3,2 *107*3*105 km=1,2*1022 km von der Energie der drei Sonnen mit Energie E=m*c²= 3*2*1030 kg* 9*1016 m²/s² ≈ 5,4*1047 J (Joule) nur noch rund E=1,5 10 4 J=15 kJ ≈ 3,6 kcal auf der Erde ankommen (E=5,4*1047 J: 3,6 *1043=1,5*104 J – kann konkret nachgerechnet werden), weil die Energie mit dem Quadrat der Entfernung abnimmt und sich im Raum verteilt und die Erde nur eine ganz kleine Fläche in Relation zu den beiden schwarzen Löchern darstellt. Und dies ist nun fast mehr als Nichts, einmal ganz salopp formuliert! Die Amerikaner sind wohl irgendwie auf Dummenfang gegangen, um an Forschungsgelder und an den Nobelpreis ranzukommen. Übrigens stammt die Formel E=m*c² nicht von Einstein, sondern von dem deutschen Physiker Eduard Weber und dem österreichischen Physiker Hasenörl (siehe Spektrum der Wissenschaften im Internet), der 1915 an der italienischen Front als Oberleutnant und Bataillonskommandeur im ersten Weltkrieg gefallen ist. Übrigens war Einstein der größte Betrüger in der Wissenschaftsgeschichte, der sämtliche Erkenntnisse plagiierte. Beispielsweise stammt der Lichtquanteneffekt nicht von Einstein, sondern vom französischen Physiker Henri Becquerel. Und der deutsche Physiker Hallwachs experimentierte bereits 1888 mit dem Lichtquanteneffekt. Und die spezielle Relativitätstheorie stammt von Lorentz und Henri Poincarè. Und die Ablenkung des Lichtes im Schwerefeld von Gravitationskörpern, der Gegenstand der allgemeinen Relativitätstheorie geht auf dem deutschen Astronomen Johann Solnder zurück, der bereits 1801 die Ablenkung des Lichtes im Schwerefeld der Sonne mit 0,86„ berechnete. Einfach mal in die Geschichte zurückschauen und nicht alles nachplappern!
    Siegfried Marquardt, Königs Wusterhausen

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