SCHWAR_A· 10.03.11 · 12:31 Uhr

Wenn Gravitationswellen die Längen der Arme periodisch verändern, dann tun sie das doch auch mit den Wellenlängen des Lichts. Wieso kann ich dann erwarten, daß ich ein Signal im Iterferometer erhalte? Das erinnert mich doch sehr an Michelson-Morley, und die hatten auch nichts gemessen...

 Wizzy· 10.03.11 · 14:08 Uhr

@SCHWAR_A
Das stimmt nur dann, wenn die Wellenlaenge gross gegen die Messapparatur ist. Ansonsten ist z.B. kurzzeitig ein Detektor gegenueber dem anderen um ein Stueck verschoben, was das Interferenzmuster veraendert.
Die Genauigkeit des originalen Michelson-Morley-Experiments war bei Weitem nicht ausreichend.

 Chris· 10.03.11 · 14:39 Uhr

Das klitzekleine Problem an dem DFG-TV sehe ich nur in der Finanzierung. Ja, es ist eine sehr löbliche und vorbildliche Initiative. Wissenschaftler mit selbstgedrehten Filmen der Öffentlichkeit näher bringen.
Auf der Wissenswerte letztes Jahr wurde aber ein wenig von dem Prozedere berichtet. Die Institute müssen sich bewerben (ist ja OK) und dann mal bitte einen mittleren fünfstelligen Betrag aus ihren Overheads investieren (ich erinner mich zumindest an eine solche Größenordnung).
Das steht in keinem Verhältnis zu dem Effekt. Einen eigenen YouTube Chanel kann jedes Institut alleine und kostengünstiger einrichten, und der Rest ist auch deutlich billiger zu kriegen ....
Forscher da draußen, lasst Euch beraten und macht es selbst!

 SCHWAR_A· 10.03.11 · 15:14 Uhr

@Wizzy:
Wir messen mit kleiner LASER-Wellenlänge eine große Gravitationswellenlänge, richtig?
Nach dem Abtasttheorem ist das also nicht das Problem.
Die Arme sind etwas länger als die erwartete Gravitationswellenlänge, richtig?
Daher messen wir mindestens eine komplette Periode auf einmal.
Die Gravitationswelle verändert Längen im Raum, richtig?
Warum nimmt man an, daß eine lange Gravitationswellenlänge zwar die Ausdehnung des Raumes beeinflußt, der Meß-LASER-Strahl, der ebenfalls durch diesen Raum muß, aber davon unberührt beibt und davon gar nichts merkt? Wir haben ja bei der Expansion des Raumes auch den Effekt auf Licht, warum dann hier nicht?

Zusätzlich ist mir nicht klar: Gravitationswellen laufen doch mit v=c durch den Raum. Das bedeutet aber m.E., daß wir mit Licht maximal eine Momentaufnahme machen können, aber keine komplete Messung. Wie funktioniert das?

Bitte klär' mich auf...

 Florian Freistetter· 10.03.11 · 17:22 Uhr

@Chris: "und dann mal bitte einen mittleren fünfstelligen Betrag aus ihren Overheads investieren "

Hmm - das sehe ich jetzt nicht so sehr als Problem an. Ich würde es sogar sehr gut finden, wenn diese Ausgaben für Öffentlichkeitsarbeit verpflichtend bei jedem Projekt anfallen würden. Öffentlichkeitsarbeit sollte ein zwingender Teil jedes Projekts sein. Und dann macht es schon Sinn, dass das ganze auch irgendwie gesammelt organisiert und professionell durchgeführt wird anstatt das jeder da selbst rumpfuscht.

 rolak· 10.03.11 · 17:24 Uhr

Wie funktioniert das?

So!

Bitte klär' mich auf...

Auch das, gerne.

 rolak· 10.03.11 · 17:26 Uhr

Wellenjäger^^ und wieder sind zweidreiviertel Stunden des Nachmittags weg...
Trotzdem: Schöner Hinweis!

 Bjoern· 10.03.11 · 17:37 Uhr

@SCHWAR_A:

Die Gravitationswelle verändert Längen im Raum, richtig?
Warum nimmt man an, daß eine lange Gravitationswellenlänge zwar die Ausdehnung des Raumes beeinflußt, der Meß-LASER-Strahl, der ebenfalls durch diesen Raum muß, aber davon unberührt beibt und davon gar nichts merkt? Wir haben ja bei der Expansion des Raumes auch den Effekt auf Licht, warum dann hier nicht?

Mal ein Erklärungsversuch von mir dazu (und ja, ich bin mir bewusst, dass ich hier Standard-Erklärungen wie z. B. der bei Wikipedia widerspreche - aber wie du finde ich auch diese Standard-Erklärungen nicht schlüssig): könnte es nicht so sein, dass sich die Länge des Interferometers gar nicht ändert (das besteht schließlich aus Festkörpern, und die ändern ihre Länge normalerweise nicht, auch wenn sich der Raum dehnt - siehe Expansion des Universums!), sondern nur die Lichtwellenlänge? Dann hätte man einen beobachtbaren Effekt - weil dann nämlich in den einen Interferometer-Arm plötzlich mehr bzw. weniger Wellenlängen reinpassen als in den anderen!

Das ist, wie gesagt, nur mein persönlicher Erklärungsversuch - ich habe von Allgemeiner Relativitätstheorie nicht wirklich viel Ahnung... (mal eine Vorlesung dazu gehört, das ist jetzt aber schon mehr als 10 Jahre her)

 rolak· 10.03.11 · 17:52 Uhr

ooops, das mit der Zeit war recht relativ - habe das Erscheinungsdatum als Lauflänge genommen. Weia..
..und ich klicker rum wie blöde, weil ich die zu kurzen clips für die Falschen bzw teaser halte :-)

 Alexander Stirn· 11.03.11 · 00:02 Uhr

@Chris: "und dann mal bitte einen mittleren fünfstelligen Betrag aus ihren Overheads investieren "

Hmm - das sehe ich jetzt nicht so sehr als Problem an. Ich würde es sogar sehr gut finden, wenn diese Ausgaben für Öffentlichkeitsarbeit verpflichtend bei jedem Projekt anfallen würden.

Im Prinzip schon. Bei speziellen Fall von DFG-TV stellt sich aber die Frage, ob 50.000 Euro für einige (zugegeben interessant gemachte) Filmchen, die jedoch kaum jemand sieht, so gut angelegt sind. Die Kosten gehen für eine professionelle Fernsehproduktion sicherlich in Ordnung - ich finde nur, das Preis-Leistungs-Verhältnis für die beteiligten Institute stimmt nicht.

Mit dem Geld könnte zum Beispiel auch eine halbe Stelle finanziert werden, die kontinuierlich Öffentlichkeitsarbeit für das Projekt betreibt. Oder die Forscher greifen, wie Chris ganz richtig schreibt, unterstützt von einem Experten einfach selbst zur Kamera.

 marco· 11.03.11 · 00:47 Uhr

Also bei 50.000€ (so um den Dreh, bleiben wir mal dabei) stellt sich ja dann schon das Kosten/Nutzenverhältnis. Die DFG-Filme sind gut gemacht und wirklich interessant. Aber 50.000€, die man entweder übrighaben muss oder zusätzlich beantragen muss sind schon eine Stange Geld, dazu kommt noch die viele unbezahlte Arbeit um dem Kamerateam die Inputs zu geben.
Die DFG selber muss dann aber auch mehr Öffentlichkeitsarbeit machen, sonst versauern die Filme im Netz. Bei Youtube halten sich die Aufrufzahlen ja in Grenzen.
Meiner Meinung nach sollte der Projektträger das Filmteam nicht finanzieren müssen. Die DFG könnte ja ein paar Leute für die Filmproduktion einstellen und die bei den interessanten Leuten vorbeischicken. Wenn man sendefähige Qualität haben will sollte man das auch die Profis machen lassen.
Bei uns hat sich die Öffentlichkeitsarbeit eher zufällig ergeben. In der Antragskommision saßen auch Professoren vom Design-Fachbereich mit drin. Die meinten dann "hört sich interessant an, wir haben da Studenten die noch Projektarbeiten einreichen müssen, können wir die bei euch mitschicken?". Und so hatten wir unsere 'eigenes' Doku-Team dabei - für umsonst.

 Florian Freistetter· 11.03.11 · 08:14 Uhr

@Stirn: "zum Beispiel auch eine halbe Stelle finanziert werden, die kontinuierlich Öffentlichkeitsarbeit für das Projekt betreibt. Oder die Forscher greifen, wie Chris ganz richtig schreibt, unterstützt von einem Experten einfach selbst zur Kamera. "

Ja klar. Ich hab ja nicht gesagt, dass es zwingend die DFG machen muss und das es zwingend Videos sein müssen. Aber es sollte schon irgendwie halbwegs koordiniert ablaufen. Wenn man jedem Forscher einfach ein bisschen Geld in die Hand drückt und sagt "Mach Öffentlichkeitsarbeit!" dann ist das Chaos vorprogrammiert...

 Chris· 11.03.11 · 09:12 Uhr

@Florian
Da hast Du mich falsch verstanden. Ich finde, in einem DFG (oder sonstwas) Antrag sollten man nachweisen MÜSSEN, dass man auch seine Forschung in die Öffentlichkeit gebracht hat und im Fördervolumen sollte ein Posten für die kommende ÖA fest eingeplant sein. Aber nur weil eine Plastikschüssel beim Laborzulieferer ein Vielfaches dessen kostet, was es im Geschäft um die Ecke kostet, muss die DFG nicht Videos zu einem Preis verkaufen, die ein Vielfaches des normalen kosten.
Und wie Alexander schon sagte, mit dem Geld kann man (wenn man in dem üblichen Verhaltensmuster verharren will) einen Nachwuchswissenschaftsjournalisten seine Master/Doktorarbeit finanzieren und der macht 3 Jahre ÖA, und nicht 3 min Video, die sich keiner anguckt.

 SCHWAR_A· 11.03.11 · 12:44 Uhr

@Bjoern:
"...sondern nur die Lichtwellenlänge?"
Das halte ich auf Basis der Quantenmechanik aber für nicht zutreffend...
M.E. ist ALLES betroffen. (Sonst wäre die SRT wohl hinfällig: würde dann nur für Licht gelten, aber nicht für Festkörper...)

Nehmen wir das aber trotzdem mal an: dann wäre da immer noch das Problem, daß v=c ist und eine durchlaufende GW in etwa genauso schnell ist wie die LASER-Welle, die eine Änderung erfahren soll.
Es müßte also ein noch unbekanntes Interferenzmuster meßbar sein, das bei 300m für maximal 1us auftritt. Das stellt sehr hohe Anforderungen an den Detektor, der ja dauernd auf der gesamten Muster-Fläche mit Höchstgeschwindigkeit, aber mindestens dem Doppelten, also mindestens 500ns Abtastzeit, besser jedoch 50ns, laufen muß!

 Bjoern· 11.03.11 · 13:22 Uhr

@SCHWAR_A:

M.E. ist ALLES betroffen. (Sonst wäre die SRT wohl hinfällig: würde dann nur für Licht gelten, aber nicht für Festkörper...)

Das hat wenig mit der Gültigkeit der SRT zu tun. Wie schon erwähnt, denk' doch an die Ausdehnung des Universums: auch da ändern Festkörper (Planeten usw.) ihre Größe nicht, aber die Lichtwellenlängen ändern sich!

Nehmen wir das aber trotzdem mal an: dann wäre da immer noch das Problem, daß v=c ist und eine durchlaufende GW in etwa genauso schnell ist wie die LASER-Welle, die eine Änderung erfahren soll.

Dir ist aber schon klar, dass die Gravitationswellen, die man messen will, nicht parallel zum Laserstrahl laufen, sondern quer dazu...?

 SCHWAR_A· 11.03.11 · 14:08 Uhr

@Bjoern:
Also wirken die Gravitationswellen so wie die Expansion? Haben also gar nichts mit Masse zu tun? Seltsam... aber danke für den Hinweis.
(Eigentlich dachte ich bisher, bei GW würde wegen der ART die Raum-Zeit massebasiert variieren.)

"...quer dazu"
Nein, war mit nicht so klar, danke. Aber im Prinzip kann ich mir die Richtung doch nicht aussuchen, mein Interferometer ist doch vor-ausgerichtet. Also werde ich auch Einflüsse beliebiger Winkel messen.
Im Falle, daß die GW exakt quer zu beiden Armen läuft, ist die Wirkung zwar auf die gesamten Arm-Längen hin vorhanden, aber im nächsten Augenblick auch schon wieder weg! Und außerdem wirkt die GW hier auf beide Lichtwege exakt gleich und es gibt wieder keine Interferenz.

 Bjoern· 11.03.11 · 14:20 Uhr

@SCHWAR_A:

Also wirken die Gravitationswellen so wie die Expansion? Haben also gar nichts mit Masse zu tun? ... (Eigentlich dachte ich bisher, bei GW würde wegen der ART die Raum-Zeit massebasiert variieren.)

Sie wirken insofern wie die Expansion, dass beides eine zeitliche Änderung der Metrik ist - allgemein verständlicher: eine zeitliche Änderung der Raumkrümmung. Was du mit "hat mit Masse zu tun" bzw. "massebasiert" meinst, weiss ich nicht.

Nein, war mit nicht so klar, danke. Aber im Prinzip kann ich mir die Richtung doch nicht aussuchen, mein Interferometer ist doch vor-ausgerichtet. Also werde ich auch Einflüsse beliebiger Winkel messen.

Soweit ich's verstehe, kann man halt die Wellen umso besser messen, je größer der Winkel ist - am besten, wenn sie quer einfallen.

Im Falle, daß die GW exakt quer zu beiden Armen läuft, ist die Wirkung zwar auf die gesamten Arm-Längen hin vorhanden, aber im nächsten Augenblick auch schon wieder weg!

Wieso? So eine Gravitationswelle ist doch nichts, was nur ganz kurz anhält? Es geht doch nicht um kurze Pulse, sondern um Wellen!

Und außerdem wirkt die GW hier auf beide Lichtwege exakt gleich ...

Soweit ich mich an meine ART-Vorlesung erinnere, stimmt das nicht: eine Gravitationswelle, die quer zu beiden Armen einfällt (also von oben oder unten, wenn beide Arme, wie üblich, parallel zur Erdoberfläche sind), verlängert den einen Arm, verkürzt aber gleichzeitig den anderen (wenn die Arme, wie üblich, rechtwinklig zueinander sind).

 SCHWAR_A· 11.03.11 · 15:07 Uhr

@Bjoern:
Aaah, jetzt dämmert's: die 'wabernde' Ellipse! Na klar! Vielen lieben Dank für Deine Mühe!
Ts, ts, wo hab' ich nur meinen Kopf wieder gehabt...

 SCHWAR_A· 11.03.11 · 18:19 Uhr

@Bjoern:
Nochmal zum Thema LIGO: Würde dort die Raum-Zeit-Krümmung, die durch unseren Mond verursacht wird, einen meßbaren Effekt erzeugen, zB. als einen sehr lang-periodischen Offset, der dann zur Justage der Meßapparatur gehört? Die Periode wäre dann variabel so um die knapp 25 Stunden...

Falls das so ist, wäre es toll, so einen Meßapparat da aufzubauen (rechtzeitig!), wo eine totale Sonnenfinsternis passieren wird: Der Effekt sollte da viele stärker sein. Ich erinnere mich an einen Artikel irgendwo, nachdem das Foucault'sche Pendel im Kernschatten und mehrere Stunden und nochmals 7 Tage drumherum eine unerklärbare Variation in ihrer Periode hatte... Wenn das mal nicht bereits Gravitationswellen sind, ganz nah bei...

 Agrippina· 11.03.11 · 20:53 Uhr

Tolle Serie, insgesamt wunderbare Seite der DFG, danke für diesen Tipp!

Frage einer interessierten Laiin: Wo kann ich eine gute allgemeinverständliche Erklärung dafür finden, was genau "gequetschtes Licht" ist, wie das funktioniert? Die Erklärung mit den Paschs war zwar anschaulich, geht mir aber doch nicht tief genug. Gibt's da was, das nicht formelbefrachtet ist, das aber halbwegs gut verständlich ist (vielleicht so à la Brian Greene)? Ich konnte auf Anhieb nichts finden im Web, das mich mit meinem vorhandenen Wissen wirklich erhellte.

 rolak· 11.03.11 · 21:23 Uhr

Wie wäre es denn für den Anfang mit dieser groben Beschreibung?

 Agrippina· 12.03.11 · 09:27 Uhr

Herzlichen Dank, @rolak! Dat is doch schon ens jet ... ;o)

 rolak· 12.03.11 · 10:28 Uhr

Do häs ding Pappnas verjesse! :-)

 Bjoern· 12.03.11 · 10:48 Uhr

@SCHWAR_A: Der Mond hat da ziemlich sicher einen messbaren Effekt (soweit ich mich erinnere, hat der sogar am LEP und am LHC einen deutlich messbaren Effekt - und die sind ja nicht dafür ausgelegt, Gravitationswirkungen zu messen!). Die Story mit dem Foucault-Pendel kenne ich nicht - war das eine verlässliche Quelle?

 SCHWAR_A· 12.03.11 · 12:28 Uhr

@Bjoern:
Schau' mal hier... Es scheint wohl was zu messen sein, aber alle Erklärungsversuche decken nicht alles ab, und dann schiebt man's natürlich auf die ungenaue Meßtechnik...

Ich glaube vielmehr, daß da zwar ein Effekt existiert, weil dieser aber noch nicht verstanden ist, weiß man auch noch nicht, wie genau man ihn überhaupt messen muß, um nicht andere Efekte mitzumessen. Sollten es tatsächlich Gravitationswellen sein, die diesen Effekt erzeugen? Immerhin ist ja die Raumzeit-Krümmung im Partiell- und besonders im Kernschatten stärker sein als drumherum. Und unsymmetrische Zeitabläufe würden über längere Zeit integriert durchaus zu meßbaren kinetischen Effekten führen.

 Bjoern· 12.03.11 · 12:53 Uhr

@SCHWAR_A: Danke für den Hinweis auf das paper - aber ich habe da wirklich zu wenig Ahnung, um mir ein Urteil erlauben zu können...

 rolak· 12.03.11 · 16:17 Uhr

öhm SCHWAR_A, die von der Sonne ausgeübte Raumzeit-Krümmung ist auf Erden fast immer lokal unterschiedlich, wie hier rechts oben zu veranschaulichen: Nimm die Wellenfronten als Iosdingsbums, als Höhenlinien gleicher Krümmung und einen Bildrand als Erdoberfläche (ja ich weiß, sie ist nicht flach). Ganz ohne irgendwelche Finsternisse.
Da hätte sich im Laufe von Milliarden Jahren aber schon einiges aufsummiert.

 SCHWAR_A· 12.03.11 · 18:40 Uhr

@rolak:
"...im Laufe von Milliaren Jahren..."
Es geht um die Zeit des Durchlaufens des Schattens durch den Meßraum und dabei nicht um die 'normalen' Krümmungen, sondern um die, die abweichen von denen, dem der Meßraum sonst immer ausgesetzt ist....Letztlich geht's um eine Anomalie im Bereich von mehreren Stunden.

Das über eine asymmetrische Raum-Zeit-Krümmung zu interpretieren Ist ja auch nur so 'ne spontane Idee von mir, kann ja auch durchaus falsch sein...