Gravitaatioaallon havainnointi

[jussi_k_kojootti]

Tästä yksityiskohdasta olen eri mieltä. Jos maa lähtökohtaisesti olisi pyörimätön ja Kuu kiertäisi sitä, siirtyisi energia vuorovesivoimien vaikutuksesta Kuun rataliikkeestä maan pyörimisliikkeeksi kunnes maa ja kuu kääntäisivät koko ajan samat puolet toisiaan kohti. Kuun ratanopeus sekä etäisyys maasta pieneisi kunnes em. lopputila saavutettaisiin.

Seison korjattuna.  Ja tähän tosiaan päästäisiin vaikka nykyisestä tilanteesta (jossa Kuu on jo lukkiutunut Maahan) nimenomaan varastamalla Maalle pyörimismomenttia Kuun *rataliikkeestä* (versus pyörimisestä oman akselinsa ympäri).

Klassisen fysiikan laskut ovat paljon yksinkertaisempia.

Ja mikä vielä tärkeämpää ns. luovan ymmärryksen kannalta, itse malli on huomattavasti helpompi mieltää (senhän voi jopa piirtää).

[mistral]

Aurikonhan siirtyy koko ajan paikaltaan ja sen aikanaan avaruuteen säteilemä g-kuoppa seuraa mukana tarvitsematta käyttää koko ajan mitään energiaa sen uudelleensäteilemiseksi, aika-avaruuden uudelleenmuotoiluun. G-säteilyä tuntuisi jatkossa olevan tarpeen saada aikaan vain kiihtyvässä liikkeessä.

Itse käsitän gravitonit vuorovaikutushiukkasiksi ja gravitaatiosäteilyn energian siirroksi. Tosin gravitoneja ei olla löydetty eikä niitä välttämättä ole olemassakaan.

Vähän sama idea on fotonien kohdalla, mutta vain vähän.
Fotoni vuorovaikutushiukkasena (virtuaalifotoni) saa magneetin vetämään tai työntämään. Mutta säteilyhiukkasena se kuljettaa energiapakettia valon nopeudella.

[jussi_k_kojootti]

Olipa jonkun mielestä sitten hienostelua tai ei niin haluan päästä hieman analyyttisemmän ymmärryksen tasolle kuin että "ennustaja on yleinen suhteellisuusteoria", "on osa aika-avaruutta" ja että sitä kutsutaan termillä Frame-dragging.

Frame-dragging siis on yksi yleisen suhteellisuusteorian ennustamista ilmiöistä, aivan kuten pieni korjaus Merkuriuksen perihelin kiertymiseen.  Sillä ei ole juuri mitään tekemistä meidän aurinkokunnassamme, hädin tuskin saatiin havaittua :-)  Sama pätee nykyihmisen kokemuspiiriin yleisemmenkin: kaikki (paitsi seuranta-havainnot Merkuriuksesta, tai Einsteinin risti ja muut spesiaalihavainnot tähtiharrastuksessa) on selitettävissä klassisella painovoimateorialla.   Yleisen suhteellisuusteorian analyyttisen ymmärtämisen edessä on jo ihan hahmottelun tasolla pirullisena jarruna 4-ulotteinen tarkastelu, eikä asiaa helpota se että mahdolliset tarttumakahvat on pirullisen vaikean matematiikan takana.  Mutta ei se sitä tarkoita, etteikö kannattaisi yrittää.  Hienostelen sillä tavalla itsekin :-)

Nyt ymmärsin sen "aikanaan säteilemisen".  Niin kai se yleensä ajatellaan, että avaruuden kaarevuuden muutokset massan liikkeiden seurauksena leviäisivät valonnopeudella.

Onkos tuo "pyörimismomentin varastaminen" sitä kaipaamaasi huolellista tieteellistä kielenkäyttöä? Minun kielikorva on varmaankin vain jotenkin omituisesti kehittynyt.

Hheh    Fysiikan oppimateriaali ja lähteeni muutenkin tuppaavat olemaan englanninkielisiä,  alan termistöä pitää toisinaan kääntää englannista suomeksi samalla kun kirjoittaa.  Välillä lipsuu

[jussi_k_kojootti]

Otsikon mukaisesti puhutaan gravitaatioaallon havainnoinnista, eli noista jälkimmäisistä. 

Ensimmäinenkään keissi ei muuten ole triviaali, jos pyrkimyksenä on testata yleistä suhteellisuusteoriaa (esim.) klassista painovoimateoriaa vastaan.

[mistral]

Onkohan minun ajatus gravitaatioaaltojen havaitsemisesta gravitaatiokentän (jaksollisten) muutosten havainnointina joitain muuta kuin muilla?  Sehän on oikeastaan triviaali asia. Jos ajatellaan tähden koordinaatistossa olevaa kiertävän palaneetan rataa lähellä sijaitsevaa havaintopistettä niin pisteen gravitaatiokenttä muuttuu jaksollisesti.

Ymmärrän g-aallon energian olevan riippuvainen aallonpituudesta samalla tavalla kuin fotonissakin. Kun fotonin aallonpituus on 15 valopäivää, on sillä olematon energia. Samalla lailla maa/kuu järjestelmän g-aallonpituus on 15 valopäivää ja näin olematon, tai ainakin mahdotonta mitata. Sen mittaaminen pitäisi tehdä aika kaukana meistä että voitaisiin erottaa aaltokomponentti vuorovaikutuskomponentista. Mitä kauemmaksi systeemistä mennään, sitä tasaisemmaksi mittaustulos tulee. Jos mennään parsekin päähän ja siellä tehdään mittaus, on se hyvin tasainen. Sensijaan jos maahan törmäisi universumissa vaeltava planeetta, voisi parsekin päässä mittalaite antaa "50 desimaalin" jälkeen ykkösen, tämä olisi g-aalto.

edit Idea kaukaisessa mittauspaikassa on se että siellä aaltokomponentti näkyy suoraan mittauksesta.

[Kaizu]

Ehdotan siis, että gravitaatioaaltoja on havainnoitava pimeän aineen haloista.

Mitenkä? Ei pimeää ainetta pystytä havaitsemaan muutoin kuin välillisesti sen gravitaation vaikutuksia havaitsemalla.

Kaizu

[jussi_k_kojootti]

Toimivatko gravitaatioaallot siis aikarajapinnassa, eli siis aaltoileeko aika samalla kun gravitaatio ja voidaanko siis mitata pelkästään aikamuutoksia gravitaatioaaltojen todentamiseksi? Aikaahan mitataan kovin tarkasti.

Toimivat kyllä, mutta jos katsot lorentz-muunnosta niin näet että aika-suunnalla on tekijä c.  Se tarkoittaa melkein sitä, että aikasuunnassa ilmiö on 10ˆ9 x heikompi (vastaavasti tarvitaan miljardi kertaa herkempi mittaus).  Ero meidän "tarkan" mittauksen ja gravitaatioaallon havaitsemiseksi vaaditun välillä on ja pysyy "naurettavan" isona.  Taisin jo sanoa että Auringosta tulee Maahan gravitaatioenergiaa gravitaatiosäteilyä 200W, eli suunnilleen saman verran kuin ihminen säteilee lämpöä.  Auringon luminositeetti on 3.846×10ˆ26 W (*).  Kuvittele että aiheutat itse 200W muutoksen luminositeettiin heittämällä Aurinkoon sopivan kokoisen koivuhalon (kepin ..).  Kuvittele vaikka että Auringon "pintaan" (Auringolla ei ole pintaa, mutta nyt kuvitellaan) osuessaan keppi aiheuttaa aaltoja, aivan kuten kivi vedessä.  Kuvittele nyt Maanpäällinen mittausjärjestelmäsi (kaukoputki?  radioteleskooppi?) jolla "näet" nuo aallot.

Gravitaatioaallon havaitseminen ei ole ainakaan helpompaa.

(*)  Huomaa, että tämä luku on 10ˆ24 kertaa epätarkempi kuin 200W.  Me siis tunnemme Auringon luminositeetin karkeasti ottaen miljoona miljoonaa miljoonaa miljoonaa kertaa epätarkemmin kuin olisi suotavaa gravitaatioastronomialle.

Edit:

[jussi_k_kojootti]

Jos maan pitäminen radallaan hoituu noinkin vähällä gravitaatioenergialla niin se olisi kai vetäistävissä pikku rakettimoottorilla aurinkokunnasta ulos, tai menisi kai jo aurinkotuulen puhaltamana... 

No onko näin?  Ts. yritätkö edes ymmärtää "oikein" mitä maalailen, vai intätkö vain.

[Kaizu]

Tätä olisi varmaan hyvä avata hieman enemmän... Jos maan pitäminen radallaan hoituu noinkin vähällä gravitaatioenergialla niin se olisi kai vetäistävissä pikku rakettimoottorilla aurinkokunnasta ulos, tai menisi kai jo aurinkotuulen puhaltamana... 

Maa pysyy radallaan pitämättäkin, sen saaminen pois vaatii  energiaa.
Puujalkavitsi: Pidetäänkö teillä mattoja lattialla?

Kaizu

[Kaizu]

Onko olemassa joku evidenssi että g-vaikutus lainkaan ulottuu galaksiryhmien gravitaation 0-vyöhykkeen ulkopuolelle? Jos vaikka se pimeä energia tms vaimentaa ne aallotkin tehokkaasti. Ikäänkuin öljy laineilla. 

Sellainen maailmankaikkeuden malli jossa gravitaatio vaikuttaa pitkällä etäisyydellä vastaa melko hyvin havaintoja.

Lähemmillä etäisyyksillä gravitaation mittaus tuntuu olevan melko tarkkaakin, Venuksestahan on tehty karttakin gravitaatiomittausta käyttäen. Luotain siis kokee ne g-muutokset g-aaltoiluna Venuksen ympäri kulkiessaan... jankutan tässä

Luotain "tuntee" gravitaatiokentän suunnan ja voimakkuuden kullakin hetkellä. Sillä ei ole mitään tekemistä gravitaatioaaltojen kanssa.

Aurinkokunta kuulluu olevan melko kaaottinen systeemi planeettojenkin liikkeen ennakoinnissa joten melko heikosti vuorovaikuttavan pimeän aineen g-vaikutusten mallintaminen lienee työläs ja riskaabeli homma?

Aurinkokunnan kappaleiden liikkeet pystytään laskemaan melko pitkälle eteen ja taaksepäin. Isompien kappaleeiden osalta jopa tuhansien vuosien päähän. Pimeän aineen vaikutus aurinkokunnan mittakaavassa on niin vähäinen että se ei ole laskuja haitannut. Siitä voidaan päätellä että lähiympäristössä ei ole tähden kokoluokkaa olevaa pimeän aineen keskittymää. Se että pimeä aine vuorovaikuttaa vain heikosti, aiheuttaa sen ettei siitä kovin tiheää keskittymää voi syntyäkkään.

Kaizu

[jussi_k_kojootti]

Tuon 200W tarkempi avaaminen kyllä kiinnostaisi, sisältääkö se myös Frame Dragging tyyppisen vaikutuksen jonka luokittelisin samaan ilmiökokonaisuuteen, pyörivän massan aiheuttamaan gravitaatiokentän muokkaamiseen?

Sanomassani on typerä virhe -- Aurinko _menettää_ gravitaatioaaltoina energiaa 200W teholla.

[Kaizu]

Pimeä aine ei ole enää pelkästään oletus. Siitä on jo välillisiä havaintoja. Pimeä energia on yksi selitys havaitulle maailmankaikkeuden kiihtyvälle laajenemiselle.

Kaizu

[EJP]

Heureka! Suprajohtava gravimetri Metsähovissa rekisteröi gravitaation muutoksia 0,1 ngal tarkkuudella, ihmisen oleskelu laitteen läheisyydessä voi aiheuttaa 100 ngal suuruisen muutoksen.

Jospa siis lainattaisiin joltain leikkikentältä karuselli, istutetaan pari tutkijaa sen vastakkaisille puolille ja annetaan kunnon alkuvauhti niin gravitaatioaaltojen voimakkuudet ja frekvenssin voi todeta gravimetrin viisarin värähtelystä. 

Paljonko g-säteily sitten hidastaa karusellia voi olla kinkkisempää laskea virhemarginaalien takia mutta onko sille nyt niin nuugaa.

Mainittu gravimetri rekisteröi putoamiskiihtyvyydessä tapahtuvia muutoksia ei gravitaatiota. Paikan putoamiskiihtyvyyteen vaikuttavat mm Auringon ja Kuun vetovoimien ajalliset muutokset ja niiden aiheuttamat maapallon muodon muutokset. Lisäksi putoamiskiihtyvyyteen vaikuttavat monet muutkin sekat kuten  lumikuorman muutokset katolla gravimetrin yläpuolella, ilmanpaineen vaihtelut jne. Luotiviivaa vastaan kohtisuorassa tasossa liikkuvia massoja ei gravimetri gravitaation vaikutuksesta havaitse.

[maukkaK]

Tuolla jotain uudesta havaintosysteemistä ja toiveista vihdoin onnistua.

http://www.spacedaily.com/reports/An_end_in_sight_in_the_long_search_for_gravity_waves__999.html

[mistral]

Jospa siis lainattaisiin joltain leikkikentältä karuselli, istutetaan pari tutkijaa sen vastakkaisille puolille ja annetaan kunnon alkuvauhti niin gravitaatioaaltojen voimakkuudet ja frekvenssin voi todeta gravimetrin viisarin värähtelystä. 

Tässä voit olla oikeilla jäljillä, karusellin akseli pysyy vakioetäisyydellä mittarista ja kehällä olevat massat tuottavat käsittääkseni mittariin pientä kenttävaihtelua. Tästä voisit tehdä kyselyn Ursan "kysy tutkijalta" osoitteeseen :)