Nun, Sie hatten genug Zeit, um über die Entdeckung der LIGO-Gravitationswellen nachzudenken, zu verstehen, was es ist, und interessante Schlussfolgerungen für sich selbst zu ziehen. Die Bedeutung dieser Entdeckung hat die Welt schockiert, sodass Sie daran interessiert sein werden, die weniger bekannten Seiten kennenzulernen. Zum Beispiel…
Schwerkraftwellen sollten nicht hilfreich sein
Dies ist eine häufige Frage, die sich bei einer neuen wissenschaftlichen Entdeckung stellt: Können Gravitationswellen vorhanden sein? Kannst du auf ihnen schwimmen? Können Sie im Allgemeinen etwas Nützliches mit ihnen machen? Bauen Sie beispielsweise eine Anti-Schwerkraft-Maschine. Oder ein Warpantrieb. Alle diese Ideen sind auf ihre Weise wunderbar, aber sie erfassen nicht den Hauptpunkt. Wir untersuchen keine Gravitationswellen, um etwas zu tun. Wir untersuchen Gravitationswellen, weil wir Gravitationswellen verstehen wollen.
Richard Feynman hat es sehr gut ausgedrückt:
"Physik ist wie Sex: Natürlich kann sie einige praktische Ergebnisse liefern, aber das ist nicht der Grund, warum wir das tun."
Offensichtlich ist es schwierig, die Entstehung neuer Technologien vorherzusagen, die ihren Tribut von dieser Entdeckung fordern könnten. Nehmen Sie zum Beispiel einen Laser. Als es 1960 gegründet wurde, dachten viele, es würde keinen praktischen Nutzen haben. Natürlich haben sie sich geirrt. Laser sind heute überall.
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Die LIGO-Detektion beweist nicht die Existenz von Gravitationswellen
Aber beginnen wir mit der Essenz des "Beweises". Die Wissenschaft beweist niemals die Wahrheit von etwas - sie kann es einfach nicht. Die Wissenschaft baut Modelle. Wenn diese Modelle realen Daten entsprechen, großartig - aber das validiert das Modell nicht. Wenn Sie dagegen Daten finden, die nicht mit Ihrem Modell übereinstimmen, kann dies darauf hinweisen, dass das Modell fehlerhaft ist. Das Wort "Beweis" muss also nicht verwendet werden.
Weiter. LIGO hat die Existenz von Gravitationswellen nicht nachgewiesen. Dieses Projekt war jedoch das erste, das Beweise für das Gravitationswellenmodell sammelte. Ist es besser? Nein. Das Problem bleibt bestehen. Gehen wir zurück in die Vergangenheit. 1993 erhielten Russell Hulse und Joseph Taylor Jr. den Nobelpreis für Physik für ihre Entdeckung eines binären Pulsars mit variabler Umlaufzeit. Nach Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie sollten diese Pulsare Gravitationswellen emittieren und die Umlaufzeit verringern, wie Hulse und Taylor genau herausfanden. Wir können sagen, dass sie die ersten waren, die überzeugende Beweise für die Existenz von Gravitationswellen erhielten.
Aber hat LIGO keine Wellen entdeckt, anstatt nur nach Beweisen für ihre Existenz zu suchen? Sie können es sagen, aber alles hängt davon ab, was als "direkte Messung" angesehen wird. Niemand sah eine Gravitationswelle. LIGO beobachtete, wie sich die Spiegel bewegten, bewaffnet mit dem Konzept der Gravitationswellen. Versteh mich nicht falsch, die Entdeckung ist wirklich ernst.
LIGO hätte dieses Signal ohne Advanced LIGO nicht erkannt
Advanced LIGO hat die Empfindlichkeit der Detektoren erhöht. Da die Signalstärke der Gravitationswelle mit der zurückgelegten Entfernung schwächer wird, können Sie mit einem empfindlicheren Detektor das Universum weiter "sehen". Viel weiter.
Ohne Advanced LIGO wäre ein Gravitationsereignis (wie eine Kollision von Neutronensternen) viel näher an der Erde erforderlich. Wenn diese Ereignisse selten sind, wird es lange dauern. Durch Erhöhen des Betrachtungsabstands erhöht LIGO die Wahrscheinlichkeit, zukünftige Ereignisse zu erkennen.
In LIGO wurde viel investiert
Die US National Science Foundation investiert seit den 1970er Jahren in die Suche nach Gravitationswellen. Seitdem hat das Unternehmen rund 1,1 Milliarden US-Dollar investiert. Das ist eine Menge Geld, aufgeteilt über eine ziemlich lange Zeit. Natürlich möchte jeder früh etwas zurückgeben, aber das funktioniert nicht immer so. Die Wissenschaft weiß, wie man lange wartet, aushält und keinen Fortschritt sieht (obwohl es Fortschritte gibt). Ist dieses Projekt eine Milliarde Dollar wert? Absolut. Im Jahr 2015 gab das US-Militär jedoch 600 Milliarden US-Dollar aus. Vor diesem Hintergrund scheint eine Investition in LIGO Unsinn zu sein.
Es ist geplant, einen Gravitationswellendetektor in den Weltraum zu schicken
Genau so. Der Detektor im Weltraum ist frei von störenden Geräuschen am Boden. Und es wird auch ein Vakuum geben. Das Weltraum-Schwerkraft-Observatorium wird ebenfalls ziemlich groß sein, da die Spiegel an verschiedenen Orten platziert werden müssen. Damit sind viele technische Schwierigkeiten verbunden, aber wir werden es versuchen.
Dies ist das Ziel des eLISA-Programms. Das Programm startete zwei LISA Pathfinder-Testmassen. Diese spezielle Mission wird testen, wie genau die beiden Massen positioniert werden können - ein notwendiger Schritt zum Bau eines Weltraumgravitationsobservatoriums.
Niederfrequente Gravitationswellen können mit einem Radioteleskop gemessen werden
Pulsare sind wie die Uhr des Universums. Das Timing (Timing) eines Pulsars wird mit Radioteleskopen gemessen (die Radiowellen anstelle von sichtbarem Licht verwenden). Wie könnten sie als Gravitationswellendetektoren eingesetzt werden? Betrachten Sie beispielsweise Pulsarsignale an verschiedenen Stellen. Wenn eine niederfrequente Gravitationswelle Pulsare passiert, ändert sich ihr eigenes Timing. Basierend auf Änderungen in Zeit und Ort der Pulsare können Sie im Wesentlichen eine riesige Version von LIGO im Weltraum erstellen (die größte). Diese werden als Pulsar-Zeitgitter-Arrays bezeichnet und sind vollständig real.
Vielleicht ist LIGO froh, die Entdeckung einer Gravitationswelle vor Radioteleskopen gemeldet zu haben.
