Gravitaatioaallon havainnointi

[mistral]

Gr-aalloilla pitäisi olla kaksi ominaisuutta, eli ne etenevät äärellisellä (eli valon) nopeudella ja niiden aikaansaaminen vaati energiaa. Tästä jälkimmäisestä havainto ei tainnut sisältää mitään infoa, eli oli edelleen teoreettisen laskelman tasolla.

Valtavasti energiaa purkautui mustien aukkojen sulautumisessa, oliko se hetkellisesti kymmeniä kertoja enemmän kuin koko universumin teho. Joten energiaa lähti liikkeelle, vaikea vain ymmärtää kuinka se muuntuisi esim lämmöksi. Jos kuvitellaan että meidän Ligoon olisi tullut sama aalto paljon lähempää, vaikka n. 500 valovuoden päästä missä Betelgeuse on, niin avaruus olisi varmaan rypistynyt monta senttiä. Kuinka rypistyminen sitten olisi muuttunut lämmöksi? Vai olisiko mitään energian muuttumista tapahtunutkaan? Jos onkin niin ettei gr-aalto voikkaan muuntua vaan jatkaa etenemistään äärettömyyteen.

[mistral]

Gravitaatiohan aiheuttaa mm. vuorovesi-ilmiötä joka saa aikaan kitkaa, ehkä gr-aallon energia voi muuntua saman kitkan avulla lämmöksi, mutta olisikohan ilmiö kokonaisuudessaan merkitsevää?

Olisi helpompi sulattaa tuo jos kyse olisi materian liikkumisesta avaruudessa. Nyt näyttäisi itse avaruus liikkuvan mikä ei aiheuttaisi kitkaa? Joten jos maa rypistyisi joitakin senttejä ja siihen kuluisi energiaa niin muuntuisiko se johonkin tuntemattomaan muotoon? Tai sitten maa vain lähettäisi heijastusaaltoja eli tavallaan sirottaisi aaltoja uusiin suuntiin.

[Kettu-Pekka]

Olisi helpompi sulattaa tuo jos kyse olisi materian liikkumisesta avaruudessa. Nyt näyttäisi itse avaruus liikkuvan mikä ei aiheuttaisi kitkaa? Joten jos maa rypistyisi joitakin senttejä ja siihen kuluisi energiaa niin muuntuisiko se johonkin tuntemattomaan muotoon? Tai sitten maa vain lähettäisi heijastusaaltoja eli tavallaan sirottaisi aaltoja uusiin suuntiin.

Käsittääkseni massiivisten kappaleiden vetovoima kumoaa avaruuden muutokset. Eli esimerkiksi yleinen avaruuden laajeneminen ei laajenna maapalloa.

[mistral]

Käsittääkseni massiivisten kappaleiden vetovoima kumoaa avaruuden muutokset. Eli esimerkiksi yleinen avaruuden laajeneminen ei laajenna maapalloa.

Ligon mittauksessa maankamara liikahti pikkasen, no se ei sinänsä vielä todista että avaruus rypistyy, voihan kyse olla siitä että materia vaan reagoi eri pisteissä erisuuruiseen gr-voimaan. Kuitenkin Sisko Loikkasen haastattelemat Enqvist & Kurki-Suonio antoi ymmärtää että itse avaruus rypistyy. Kun avaruus lyhenee, on se sama ilmiö kuin pituuskontraktiossa. Esim jos maapalloa lähestyy tietyllä nopeudella, kontraktio tekee siitä limpun muotoisen eikä painovoima kuitenkaan oikaise limppua palloksi, tämä on aika ihmeellistä.

[Mare Nectaris]

LIGOn (14.9.2015) havaitsemien painovoima-aaltojen syntyessä saattoi Fermi-avaruusteleskoopin havainnon mukaan syntyä myös gammapurkaus, joka havaittiin 0.4 sekuntia painovoima-aaltohavainnon jälkeen. INTEGRAL-satelliitin datasta ei kuitenkaan ole pystytty vahvistamaan havaintoa.

Gammapurkauksen olisi synnyttänyt mustien aukkojen syntyminen noin Maan säteen etäisyydelle toisistaan ja yhtyminen sitten yhdeksi mustaksi aukoksi minuuttien sisällä.

LIGO-havainnon mukaan mustien aukkojen massat olisivat olleet 29 ja 36 kertaa Auringon massa. - Asetelma olisi voinut syntyä kahden tähden ensin kiertäessä toisiaan yhä lähempänä ja sulautuessa lopulta yhdeksi, erittäin nopeasti pyöriväksi tähdeksi. Tähti olisi muodostanut pyöriessään kaksi massakeskittymää (kuin kaksi omenaa pyörivässä taikinassa). Noin Maan etäisyydellä toisiaan kiertävien massakeskittymien aineen romahtaessa ensin erillisiksi mustiksi aukoiksi ja yhtyessä sitten yhdeksi olisi materiaa virrannut järjestelmässä lähes Auringon massan verran sekunnissa, synnyttäen ainesuihkuja, jotka lähettävät gammasäteitä.

Mikäli gammapurkauksia pystytään tulevien mahdollisten painovoima-aaltojen yhteydessä havainnoimaan - ja mikäli Fermi-teleskoopin havainto osoittautuu oikeaksi - voidaan maailmankaikkeuden mittasuhteita havainnoida entistä tarkemmin yhdistämällä painovoima-aalto- ja gammapurkaushavainnot.

Abraham Loebin tutkimus "Electromagnetic Counterparts to Black Hole Mergers Detected by LIGO" julkaistaan The Astrophysical Journal Letters -julkaisussa.

Löydöstä uutisoi Astronomy-lehti.

[mistral]

"Höttöiset" esineet, pöly, kaasut yms värisevät mukana mutta riittävän kiinteät ja aaltojen voimakkuuden suhteen riittävän kokoiset ei, eivät siis saa kiihtyvyyttä aalloista.

Loikkasen ohjelmassa puhuttiin myös alumiinisylinteristä millä yritettiin mitata, eli siitä vaikka on kiinteää ainetta oletettiin pituuden muutosta. Kyllähän siinäkin pituus muuttuisi venyttämällä, loppujen lopuksi vaikea mennä takuuseen siitä mitä fyysikot tarkoittivat avaruuden rypistymisellä.

[mistral]

T&A:n uutisessa oli vahvistus siitä hypoteesistä että jättiläistähden sisällä olisi tapahtunut mustien aukkojen sulautuminen. Ja että Fermin rekisteröimä gammapurkaus saattaa liittyä samaan tapahtumaan:

"Mustien aukkojen törmäyksen pitäisi olla pimeä tapahtuma. Fermi-avaruusteleskooppi kuitenkin havaitsi samalla suunnalla 0,4 sekuntia myöhemmin gammapurkauksen."

Nyt on ilmeisesti 2 mittausta, Ligo ja Fermi, joilla kummallakaan ei saada tarkkaa suuntaa selville. Gammasäteitä ilmeisesti ei voi saada optiikan kautta detektorille koska ne läpäisee heijastavat pinnat (tämä muistinvaraista) joten optiikan puuttuessa, niiden suunta on epätarkka.

Toisaalta jos lähtögalaksi tiedettäisiinkin, saataisiinko sieltä mitään dataa enää? Sen etäisyys olisi n. 4-500 kertaa kauempana kuin Andromeda.

[mistral]

Olisi helpompi sulattaa tuo jos kyse olisi materian liikkumisesta avaruudessa. Nyt näyttäisi itse avaruus liikkuvan mikä ei aiheuttaisi kitkaa? Joten jos maa rypistyisi joitakin senttejä ja siihen kuluisi energiaa niin muuntuisiko se johonkin tuntemattomaan muotoon? Tai sitten maa vain lähettäisi heijastusaaltoja eli tavallaan sirottaisi aaltoja uusiin suuntiin.

T&A:n jutussa "Gravitaatioaalto läpäisi maan" oli vastaus voiko g-aalto muuttua takaisin energiaksi:

Gravitaatioaaltojen avulla saamme tietoa kaikkeuden rajuimmista tapahtumista, kuten mustista aukoista, neutronitähdistä ja alkuräjähdyksestä. Ne eivät sähkömagneettisen säteilyn lailla heijastu tai imeydy väliaineeseen, vaan läpäisevät kaikki esteet.

Tämä tarkoittaisi sitä että ne on ikuisia. Ja vielä lisäksi, ne ei matkusta geodeesia pitkin vaan absoluuttisen suoraan. Valo matkustaa geodeesia pitkin mutta g-aalto ei piittaa avaruuden kaarevuudesta mitään. Tulin tähän tulokseen sen perusteella että g-aalto jaksaa nousta tapahtumahorisontinkin takaa mikä kertoo että se on immuuni "itselleen".

[mistral]

Eli laajenevan avaruuden laajeneminen on jotakin täysin muuta kuin esim. aineren lämpölaajeneminen.

Mutta mitä se on?

Ei tämä laajeneminen ole minullekaan selvää. Kun puhutaan avaruuden kiihtyvästä laajenemisesta, niin sen vaatima energia on pimeää energiaa. Tässä tapauksessa energia siirtyy pimeästä olomuodosta materian liike-energiaksi joten on vaikea päätellä kumpi on totta: materia pusketaan erilleen avaruudessa vai avaruus itse puskee materiaa. Molempia selityksiä olen kuullut.

Mutta erityisessä suhteellisuusteoriassa relativistisissa nopeuksissa ilmenevä pituuskontraktio on varmasti aitoa avaruuden lyhenemistä tai pitenemistä etenemis-/loittonemissuunnassa. Rajuimmillaan se on fotonille joka ei tiedä ajasta mitään. Kun fotoni lähtee, on se jo perillä vaikka matka olisi 13 miljardia valovuotta. Ihmisen mielestä se kestää 13 mrd vuotta, mutta fotonin nopeudella pituuskontraktio lyhentää matkan nollaan.

Tässä pituuskontraktio tapauksessa ei tarvita yhtään energiaa avaruuden muokkaamiseen, se vaan muokkaantuu ikään kuin optisena zoomauksena, kun taas avaruuden kiihtyvä laajeneminen on pimeää energiaa kuluttava prosessi, niissä on selvä ero.

Jos pidetään kiinni siitä että avaruus itsessään laajenee ja pimeä energia tekee työn, joudutaan ajattelemaan että tyhjä avaruus ei syö pimeää energiaa mutta kappaleet syövät, siis jos se energia-arvio olisi totta. Näin avaruus näyttäytyisi ikään kuin verkkona joka "siimoilla" vetää kappaleita suurempiin nopeuksiin, eli niillä avaruuden alueilla jossa on paljon tavaraa, siimat olisivat paljon kireämmällä kuin tyhjemmillä alueilla, vähän niin kuin kalaverkossa ison kalan teettämät voimat siimoihin on isommat.

Eli yksinkertaisempaa olisi vaan nähdä materian laajenevan avaruudessa, ei tarvita verkkoja ym.

[mistral]

Käsittääkseni galaksijoukot loittonevat toisistansa, liikkumatta toisistansa pois päin koska laajeneva avaruus.

Wikipediasta lainaus:

Pimeä energia on eräissä kosmologisissa teorioissa oletettua energiaa, joka työntää galaksijoukkoja poispäin toisistaan eli saa aikaan maailmankaikkeuden kiihtyvän laajenemisen, koska sillä on negatiivinen paine eli se ei pyri kutistumaan vaan laajenee. Galaksit itsessään eivät laajene, koska gravitaatio on paljon voimakkaampi voima kuin pimeä energia. Pimeän energian luonnetta tai mahdollista välittäjähiukkasta ei tunneta. Pimeää energiaa arvioidaan olevan noin 68,3 % maailmankaikkeuden energiatiheydestä.


Eli samalla tavalla kuin purjevene tarvitsee tuulen energiaa liikkuakseen, tarvitsee myös avaruudessa olevat galaksit energiaa liikkuakseen etäämmälle toisistaan, siis kiihtyvällä vauhdilla. Ilman kiihdytystä ei tarvita energiaa, silloin mennään "vaihde vapaalla".

[Kettu-Pekka]

Avaruuden laajenemisella ja gravitaatioaalloilla tuntuu olevan vissi ero. Laajeneminen ei vaikuta massallisiin objekteihin mutta gravitaatioaalto vaikuttaa.

Alkoi kiinnostamaan että mitä jos gravitaatioaalto olisi huomattavasti voimakkaampi ilmiö. Jos siirtymä Ligo-mittalaitteessa olisi vaikkapa metrin luokkaa niin miten maapallo reagoisi gravitaatioaaltoon? Heiluisi kuin haitari? Samoin ihmiset velloisivat ja hyllyisivät? Maanjäristyksiä laukeaisi siellä sun täällä.

Onko ajatusmalli oikein?

[mistral]

Avaruuden laajenemisella ja gravitaatioaalloilla tuntuu olevan vissi ero.

Ainakin näiden lainausten perusteella siltä näyttäisi:

1)  T&A:n jutussa "Gravitaatioaalto läpäisi maan" oli vastaus voiko g-aalto muuttua takaisin energiaksi:

Gravitaatioaaltojen avulla saamme tietoa kaikkeuden rajuimmista tapahtumista, kuten mustista aukoista, neutronitähdistä ja alkuräjähdyksestä. Ne eivät sähkömagneettisen säteilyn lailla heijastu tai imeydy väliaineeseen, vaan läpäisevät kaikki esteet.


2)  Wikipediasta lainaus:

Pimeä energia on eräissä kosmologisissa teorioissa oletettua energiaa, joka työntää galaksijoukkoja poispäin toisistaan eli saa aikaan maailmankaikkeuden kiihtyvän laajenemisen, koska sillä on negatiivinen paine eli se ei pyri kutistumaan vaan laajenee. Galaksit itsessään eivät laajene, koska gravitaatio on paljon voimakkaampi voima kuin pimeä energia. Pimeän energian luonnetta tai mahdollista välittäjähiukkasta ei tunneta. Pimeää energiaa arvioidaan olevan noin 68,3 % maailmankaikkeuden energiatiheydestä.

Eli 1) ei siirrä energiaa ja 2) siirtää.

Tai onhan tässä yksi "takaportti", 1) siirtää aallon vaiheen noustessa mutta kun se laskee, palauttaa se energian takaisin?? ja näin nettosiirto on nolla. Ei mitenkään selvä juttu.


Jos maahan tulisi metrin heilahduksen tekevä aalto, ei se voisi purkautua kitkana jos 1) kohtaan on uskominen että energiaa ei voi siirtyä (imeytyä).

[Eusa]

Tulin tähän tulokseen sen perusteella että g-aalto jaksaa nousta tapahtumahorisontinkin takaa mikä kertoo että se on immuuni "itselleen".

Olisiko sinulla jokin lähde, jonka mukaan "g-aalto jaksaa nousta tapahtumahorisontinkin takaa"?

[mistral]

Olisiko sinulla jokin lähde, jonka mukaan "g-aalto jaksaa nousta tapahtumahorisontinkin takaa"?

Ei ole. Ainoastaan se että gravitaatio vaikuttaa horisontin takaa, kertoo siitä että ilmeisesti aaltokin tekee saman. Ja jos se nousee sieltä, kertoo se myös ettei avaruuden kaarevuus pidättele sitä.

Tämä offtopicina, kun Ligo mittasi g-aallon, tuli joku sekunnin osa myöhemmin Fermi-gammateleskooppiin havainto. Tästä tuli mieleen jos g-aallot menee suoraan eikä mutkittele geodeeseja pitkin, tulisi ne vähän aikaisemmin perille kuin gammafotonit, no tämä vain ajatus.

[Eusa]

Ei ole. Ainoastaan se että gravitaatio vaikuttaa horisontin takaa, kertoo siitä että ilmeisesti aaltokin tekee saman. Ja jos se nousee sieltä, kertoo se myös ettei avaruuden kaarevuus pidättele sitä.

Gravitaatio eli avaruusajan kaarevuus ei saa signaaleja gravitaatiolähteestä vaan päinvastoin avaruustila syöksyy kohti gravitaation aiheuttajaa ja siinä samalla kaikki kappaleetkin. Vain jos gravitaatiolähde koostuu heiluvasta rakenteesta, lähettää se signaaleja, jotka korjaavat ympäristöavaruusajan kaarevuutta valonnopeudella c. Siksikin tapahtumahorisontin takana tuskin on heiluvia rakenteita, eikä siellä synny gravitaatioaaltoja, vaan ne syntyvät horisontin ulkopuolella.

No se horisonttikin saattaa olla olematon tai erilainen kuin teorian lineaariapproksimaatiometrikka esittää.