Rimpels in de ruimte-tijd: ze zijn er

Einsteins theorie klopt, en nu verder

Einsteins golven waargenomen

Zwaartekrachtsgolven, voorspeld door Albert Einstein in 1916 aan de hand van zijn relativiteitstheorie, verplaatsen zich door de ruimte met de lichtsnelheid. Hoewel twee wetenschappers indirect bewijs voor het bestaan van de golven al in 1974 wereldkundig maakten, zijn ze nog nooit direct waargenomen. Tot nu.

Zwaartekrachtsgolven of gravitatiegolven ontstaan als er enorme botsingen plaatsvinden in het heelal, zoals botsende zwarte gaten of sterren die exploderen. Of direct na de oerknal. De waarnemingen van de LIGO Scientific Collaboration die in de Verenigde Staten werden gedaan, tonen aan dat we ze ook direct kunnen waarnemen. Daarmee is het ontbrekende deel van de algemene relativiteitstheorie een eeuw na Einsteins voorspelling ingevuld.

De algemene relativiteitstheorie voorspelt dat grote objecten ruimte-tijd om zich heen buigen. Met een ruimtesonde van de NASA, de Gravity Probe B, werd ontdekt dat de ruimte-tijd rond de aarde inderdaad gebogen is en verdraaid wordt door de rotatie van de aarde. Als zeer zware objecten in de ruimte heel dicht bij elkaar staan en ze ook nog snel bewegen, dan wordt de zwaartekracht heel sterk. Hierdoor drukken ze de ruimte samen, wat zorgt voor golven die het hele heelal doorgaan. Die golven worden door niets tegengehouden.

In het geval van de golven die LIGO waarnam, gaat het om gravitatiegolven van twee botsende zwarte gaten. De zwarte gaten hebben respectievelijk een massa van 29 en 36 zonnemassa's (M_☉). Een zonnemassa, ofwel de massa van de zon, is bijna 2×10³⁰ kilogram.

Met de waarnemingen zijn gravitatiegolven niet alleen voor het eerst direct gedetecteerd, maar het opent ook de mogelijkheid eindelijk de algemene relativiteitstheorie te testen aan de hand van de eigenschappen van de golven. Het is bijvoorbeeld niet bekend of Einsteins theorie wel opgaat op plaatsen waar de zwaartekracht heel sterk is, zoals in het geval van twee samensmeltende zwarte gaten of twee botsende neutronensterren.

Het bijzondere van zwaartekrachtsgolven is dat ze, in tegenstelling tot lichtgolven, radiogolven en geluidsgolven, geen materie nodig hebben om te bestaan: het zijn rimpelingen in de ruimte-tijd zelf in plaats van deeltjes die erdoor bewegen. Zo kunnen ze dus ontstaan bij zwarte gaten die geen elektromagnetische straling uitzenden. Ook gaan ze door alles heen en worden ze niet zoals licht geblokkeerd door tussenliggende sterren of planeten. De golven ontstaan dus niet met iets, ze zijn de lege ruimte.

Grote objecten krommen de ruimte-tijd. Bron: NASA

De instrumenten, hoe meten ze?

Nu zijn er zwaartekrachtsgolven gemeten bij de twee LIGO-installaties in de VS en dat weten we zeker. Maar hoe gaat dat meten in zijn werk?

Eerst even terug naar 1974, toen Russell Hulse en Joseph Taylor ontdekten dat twee neutronensterren of pulsars dichter bij elkaar kwamen doordat ze heel kleine beetjes energie verloren door het uitzenden van zwaartekrachtsgolven. Voor deze ontdekking kregen ze in 1993 de Nobelprijs voor de natuurkunde.

Artist Impression van een neutronenster die 25 keer per seconde rond zijn as draait en elke 2,5 uur rond een witte dwerg draait Bron: Nikhef

Om daadwerkelijk een gravitatiegolf te meten, moest natuurlijk een experiment bedacht worden. Rond 1968 bedacht een natuurkundige de Weber Bar, bestaande uit verschillende aluminium cilinders van 2 meter lang en 1 meter in diameter. In Leiden bedachten ze de MiniGRAIL, een sferisch instrument of gravitatiegolftelescoop, bestaande uit een cryogeen gekoelde bol koper met aluminium van 1400 kilogram. Een zwaartekrachtsgolf zou een zeer kleine fractie van zijn energie op de bol moeten overbrengen.

Deze systemen bleken vooralsnog geen van alle, ook niet in nieuwere incarnaties, gevoelig genoeg. Op Antarctica leek het BICEP 2-experiment in 2014 even zwaartekrachtsgolven gezien te hebben. Helaas bleek het bewijs van zwaartekrachtsgolven uit het vroege universum te bestaan uit galactische stofdeeltjes.

Een ander meetinstrument bestaat uit een laserinterferometer. Dit is het principe waar de twee LIGO-detectoren op gebaseerd zijn. Het instrument bestaat uit een laserstraal die gericht wordt op een speciale spiegel die de helft van het laserlicht weerkaatst onder een hoek van negentig graden en de andere helft doorlaat. Elke laserbundel gaat door een lange, rechte buis van 4 kilometer. Aan het eind van die buis zit weer een spiegel die het licht weer terugkaatst. De buizen moeten honderden kilometers lang zijn, maar dat kan niet, daarom worden er spiegels gebruikt om de buizen virtueel te verlengen. Als de bundels bij elkaar komen, moeten ze elkaar in principe uitdoven: het experiment is zo gemaakt dat de twee laserbundels precies een halve fase van elkaar verschillen. Bij verstoringen onderweg, dus als de buizen door zwaartekrachtsgolven korter of langer worden, doven ze elkaar niet langer precies uit en moet een lichtsignaal waarneembaar zijn.

Deze video van Nikhef legt uit hoe de Virgo-opstelling in Italië werkt.

Als er een zwaartekrachtsgolf langskomt, dan is er even licht te zien, want de zwaartekrachtsgolf rekt de ene arm even uit en maakt de andere korter. Even later draait dat effect om en is de kortere arm langer en de langere korter. Daardoor doven die twee lichtbundels elkaar even niet uit en is er een kortstondige lichtflits te zien.

De twee LIGO-detectors liggen 3000 kilometer uit elkaar in Hanford, Washington en Livingston, Louisiana. Ze kunnen het rekken en krimpen van de ruimtetijd waarnemen met minder dan een tienduizendste van de diameter van een proton. De reden dat er twee detectoren gebouwd zijn, is omdat een dergelijk experiment ten minste een keer herhaald moet worden, ofwel dezelfde gravitatiegolf moet door beide detectoren waargenomen zijn.

In Europa is onlangs het Virgo-experiment in gebruik genomen in Cascina in Italië. Met deze derde detector zou het signaal drie keer waargenomen kunnen worden

Dit betekent natuurlijk dat de experimenten makkelijk gestoord kunnen worden door invloeden van buitenaf. Daarom liggen de experimenten ook in gebieden waar weinig verkeer is en verstoring door seismische activiteit gering is. De onderzoekscomplexen zijn volgestopt met sensoren die eventuele verstoringen kunnen waarnemen, zodat metingen niet de mist in gaan. Zeker met spiegels die op de biljardste millimeter nauwkeurig moeten zijn. Verder worden alle componenten ondersteund door speciale anti-tril-systemen die trillingen ook nog eens heel sterk af kunnen zwakken.

LIGO, Hansford

Virgo, Italië

En nu...

Voor de sterrenkunde is het een fantastisch moment. Maar dat niet alleen. In Nederland werd bijvoorbeeld veel van de kennis rond het testen van de algemene relativiteitstheorie ontwikkeld. Er moet vooral veel data geanalyseerd worden, vertelt Jo van den Brand tijdens de presentatie op 11 februari in het congrescentrum op het Science Park in Amsterdam.

Van den Brand doet zwaartekrachtsgolvenonderzoek bij Nikhef en maakt deel uit van het comité dat heeft beslist over de validiteit van de meting. Hij gaat kort in op wat er precies gebeurd is. "De op 14 september 2015 waargenomen zwaartekrachtsgolven zijn onderdeel van de ruimte-tijd," vertelt hij. "Een zwart gat is volledig opgebouwd uit ruimte-tijd. Er zit geen atoom in een zwart gat. De twee zwarte gaten botsten op zo'n anderhalf miljard lichtjaar hier vandaan tegen elkaar. Uit het waarnemen van de zwaartekrachtsgolven volgt direct de bevestiging van Einsteins gelijk."

Tijdens de meting bewogen de spiegels een miljardste van een nanometer. Om uit te leggen wat er gebeurt, maakt Van den Brand de vergelijking van het wel waarnemen of zien van een orkest, maar het orkest niet kunnen horen. Pas als je hoort wat dat orkest doet, wordt de muziek waardevol. "En dat is precies wat er met deze, onwaarschijnlijk duidelijke signalen is gebeurd: we hebben de muziek achter de elektromagnetische waarnemingen gezet."

Daarmee begint het nu pas, vooral omdat we nu heel gericht kunnen zoeken naar mogelijkheden om instrumenten preciezer te maken. Maar dat is niet alles. In Nederland willen verschillende organisaties graag een groot meetinstrument neerzetten in Limburg, de Einstein Telescoop, waarvan de bouwkosten op een miljard euro geraamd worden. Deze telescoop moet uit in een driehoek geplaatste interferometers bestaan.

Een ander instrument dat moet gaan helpen bij het bepalen van locatie is de BlackGEM. BlackGEM moet de zwaartekrachtsgolven van samensmeltende dubbelsterren combineren met lichtmetingen om zo de evolutie van deze sterren beter te gaan begrijpen.

Voor het huidige onderzoek is in Nederland veel aan data-analyse gedaan. In Nederland is onder andere de animatie gemaakt van het samenkomen van zwarte gaten. In nog geen seconde komen de zwarte gaten na een lange dans heel snel dichter bij elkaar. De zwarte gaten met een straal van ongeveer 100 kilometer bewegen op het laatst met de helft van de lichtsnelheid naar elkaar toe. En ze hebben beide een gewicht van ruim 30 keer de massa van de zon. De frequentie van het signaal neemt toe. In nog geen tiende van een seconde smelten ze samen. En dan is het gebeurd.

Het moment waarop de zwarte gaten binnen een seconde met elkaar versmelten. De rode grafiek laat de vervorming van de ruimte-tijd zien

Een van de bijdragen van Nikhef was onder andere het maken van de simulatie met het Simulating eXtreme Spacetimes Project. Als de bewegingen van het samensmelten ook maar iets had afgeweken, dan had de algemene relativiteitstheorie niet geklopt.

"De golven zijn over een afstand van 1,5 miljard lichtjaar gepropageerd naar de aarde", vervolgt Chris van den Broeck van de Radboud Universiteit. Hij is coördinator data-analyse rond de meting van GW150914. "We nemen aan dat zwaartekracht door een hypothetisch deeltje wordt overgedragen, het graviton. Met onze meters kunnen we geen graviton zien, maar als de graviton een massa had gehad, hadden de golven sneller naar ons toe moeten bewegen. De massa moet kleiner zijn dan 10^-58kg."

Gijs Nelemans uit Nijmegen legt vervolgens uit wat ze allemaal met zwaartekrachtsgolven gaan doen. Hij is professor aan de Radboud Universiteit, de KU Leuven en Nikhef. "Voor velen is dit een dag waardoor ze over een andere manier over zwaartekrachtsgolven zullen praten", zegt hij. Hij wil alle elektromagnetische gegevens combineren met de nieuwe bronnen. Het is niet ontdekking nummer één. Er zijn drie dingen ontdekt: dubbele zwarte gaten bestaan, ze smelten samen tot een nieuw zwart gat en de gaten zijn zwaarder dan die we kennen. Hoe ze gevormd zijn, is nog onduidelijk, mogelijk in een cluster of een dubbelster.

De grote vraag is nu hoeveel nieuwe zwaartekrachtsbronnen we gaan detecteren. "Met Virgo in Italië erbij, kunnen we de locatie van het gebeuren veel beter bepalen via driepuntmetingen. BlackGEM moet daarbij gaan helpen in de toekomst", vertelt Nelemans verder.

Belangrijk doel is de fysica van ster-evolutie beter te begrijpen en bronnen van sterren beter te begrijpen. Dat kan met de Einstein Telescoop, misschien in Nederland, en samen met de eLISA-satelliet die in 2034 gelanceerd moet worden. Niet lang geleden, op 3 december, werd de LISA-satelliet gelanceerd als voorproefje op dat project. Met de eLISA-satelliet kunnen grotere zwaartekrachtsgolven gemeten worden. De golven zijn namelijk ongeveer even groot als de objecten die samensmelten. In de ruimte zouden we niet alleen honderden kilometers kunnen meten, maar ook miljoenen kilometers.

eLISA in de ruimte

Het nieuws is niet alleen voor astronomen belangrijk, maar ook voor natuurkundigen en kosmologen. Theoretisch natuurkundige en kosmoloog Jan Pieter van der Schaar vertelt op een rustiger plek wat het voor zijn vakgebied betekent. "Voor astronomen is het heel groot nieuws, omdat je veel meer kunt horen en zien wat je voorheen niet kon zien en dan voornamelijk heel zware, compacte objecten. Dingen die je met licht niet kon zien en met gravitatiegolven wel. Voor mij als kosmoloog is het heel interessant dat je zwaartekracht kunt toetsen aan een omgeving waar de kromming heel erg groot is, waardoor je steeds meer kunt toetsen aan de algemene relativiteitstheorie."

"Je zou veel meer kunnen meten over de evolutie van het heelal, zoals het model voor de oorsprong van het vroege heelal. Er zijn ook in het vroege heelal gravitatiegolven ontstaan, maar die zijn veel kleiner in amplitude. Dat meten duurt waarschijnlijk nog tientallen jaren."

"Een ander ding is dat er veel modellen voorbij het standaardmodel zijn die van allerlei nieuwe ingrediënten uitgaan, die we nog niet kunnen zien, zoals snaarachtige effecten die in het heelal ontstaan. Die effecten kunnen soms met zichzelf kruisen en dan kan er een hele grote gravitatiegolf ontstaan. Met het feit dat we die nog niet gemeten hebben, kun je veel van die theorieën uitsluiten. Juist door het beter kunnen meten, kunnen we ook steeds beter uitsluiten. In alle opzichten is het heel groot nieuws, ook voor mijn vakgebied."

Van der Schaar vervolgt: "Ik praat als theoretisch natuurkundige. Het gaat heel vaak over zwarte gaten, waardoor ze de grootste gravitatiegolven kunnen veroorzaken. Die zwarte gaten zijn heel interessant uit theoretisch perspectief. We willen heel graag weten als theoretici wat er gebeurt als een zwart gat heel hard roteert tussen een bepaalde limiet die loopt van 0 tot 1. In die maximale limiet van 1 kan iets zitten wat kwantumzwaartekracht is. We weten alleen niet of we dat echt kunnen zien. Hoe meer je kunt leren van zwarte gaten, hoe beter. Maar dat je dit met het blote oog kon zien.. dat is verbazingwekkend."

'Met het blote oog' refereert niet aan de zwaartekrachtsgolven natuurlijk, maar aan de metingen. En ja, die waren heel duidelijk. Het was niet alleen een belangrijk moment in de natuurkunde, kosmologie, sterrenkunde en veel andere vakgebieden, maar ook de start van een nieuw vakgebied: gravitatieastronomie.

Schematische opstelling laserinterferometer

De paper is in Physical Review te vinden.

Reacties (205)

[teacup]

Graag plug ik met deze post een hele mooie animatie van de Virgo detector, momenteel in aanbouw in Italie, en waar NikHef aan bijdraagt. De animatie is voor het Nederlandse publiek bedoeld (Nederlandstalig) en ook voor niet-tweakers goed te volgen. Een goede vriend van mij die al lange tijd bij Nikhef werkt heeft aan deze animatie gewerkt. Wij leerden elkaar kennen in de tijd dat ikzelf in de jaren negentig ook bij NikHef werkzaam was.

De animatie illustreert goed dat er in de detector een hoop actieve correctie mechanismen nodig zijn om te zorgen dat de detector alleen de zwaartekracht golven detecteert en niet afgeleid wordt door allerlei andere trillingen van onze aarde zelf en plaatselijke verschillen in de dampkring. Ook zullen spiegels statisch bepaald moeten zijn gepositioneerd om automatisch te kunnen corrigeren voor temperatuurwisselingen. Dit moet een duur instrument zijn geweest, en niet eenvoudig. Zeker omdat met de uiteindelijke armen van 3 km de correcties alleen maar complexer worden.

[Reactie gewijzigd door teacup op 23 juli 2024 03:08]

[j-phone]

Geweldig! Dank je voor deze link! Deze animatie zegt meer dan 1000 foto's

[teacup]

En als jij diegene bent geweest die heeft gezorgd dat de post wat omhoog is geduwd, bedankt voor het duwen . Voordat ik de post op Tweakers zette vroeg ik mijn vriend of de animatie wel via Youtube moest worden gecommuniceerd, of dat naar een officiële plek op de NikHef site moeten worden verwezen. Omdat de plek op de NikHef site wat verborgen was is de voorkeur gegeven aan de Youtube site. De animatie bestond donderdag al, ten tijde van het naar de pers gaan van de informatie over de detectie van de zwaartekrachtgolven. Gelukkig is de toegankelijkheid van de animatie sinds gisteren goed geworden, zij het dan dat youtube ervoor nodig was. Al vind ik het wel wat jammeer dat dit topic al weer bijna van de frontpage af raakt. De Virgo detector zelf en het aandeel dat wij Nederlanders verdient wat mij betreft een eigen nieuwstopic.

Dat NikHef aandeel heeft in de bouw van de detector is trouwens niet zo gek. Koelmachines die helpen een hoogvacuüm te krijgen dat de laserbundel zo min mogelijk verstoord, de techniek van het uitlijnen van de lange buizen, de statisch bepaalde ondersteuningen, het ontkoppelen van de trillingen van onze aarde, alle zijn technieken die ook bij de bouw van deeltjesversnellers nodig zijn. NikHef heeft bijgedragen aan de deeltjes versnellers bij het CERN (LHC) en meetopstellingen in het Desy versneller instituut. NikHef heeft ook zelf een deeltjesversneller gehad, een lineaire met een lengte van 200 meter en een oplslagring van ik dacht zo'n 30m in diameter, de AmPS (Amsterdam Pulse Stretcher). De rol van deze deeltjesversneller is overgenomen door de grotere versnellers in het buitenland en bestaat nu helaas niet meer . Op het gebied van Hoge Energie Fysica en dit soort afgeleide projecten als Virgo heeft Nederland een goede naam opgebouwd. Daarom zou zo'n project als Virgo wat mij betreft best eens in de schijnwerpers mogen staan.

[Reactie gewijzigd door teacup op 23 juli 2024 03:08]

[j-phone]

Ik was de eerste die je post 'duwde' maar er zijn er meer geweest daarna

Aangezien jij nogal diep in deze materie zit weet je dan misschien een forum waar dit soort zaken worden gevolgd en besproken?

'Through the wormhole' op Discovery Science geeft wel leuke inzichten maar niet de laatste échte ontwikkelingen op dit gebied.

De links die je post zal ik morgen gaan bekijken, dank je!

[teacup]

je weet er blijkbaar wel genoeg vanaf om te weten dat die documentaire Through the wormhole niet de laatste ontwikkelingen presenteert . Om eerlijk te zijn is deze kennis voor mij een beetje memory lane, mijn eerste werkgever, waarvoor ik nog steeds een plekje heb . Mijn accent is hiernaast meer technologisch dan wetenschappelijk. Tweakers is een algemene technologie nieuwssite die hierbij wel het accent heeft liggen op computers, IT en digitale technieken.

Van de forums komt Wetenschap & Levensbeschouwing het dichtst in de buurt van wat je zoekt. In eerste optiek komen de forums misschien wat ongericht op je over. Als je niet vindt wat je zoekt, begin met wat vooronderzoek gewoon zelf een topic. Dan kom je er snel genoeg achter of mensen met kennis zijn te vinden voor antwoorden op je vragen. Zelf sta ik er altijd versteld van hoe uiteenlopend de deskundigheid van Tweakers bezoekers kan zijn. Een behoorlijke doorsnede van technologisch Nederland struint blijkbaar wel rond op Tweakers. Een etiquette op het forum is wel om zelf ook wat huiswerk te doen door ook wat informatie aan te dragen.

Afgezien van mijn (verleden tijd) technologische kennis verkeer ik niet dagelijks op wetenschappelijke sites voor informatie. Wel betrap ik mij zelf erop dat als ik iets wil weten ik vaak op een site als Ars Technica stuit omdat die goede artikelen heeft, ook een accent op computers trouwens. Misschien kan ik iemand anders nog verleiden om je een aanvulling te geven in antwoord op je vraag.

[Reactie gewijzigd door teacup op 23 juli 2024 03:08]

[noobz]

Domme vraag.

Hoe weten ze nu zeker dat het gaat om 'trillingen' in de ruimtetijd en niet om een aardbeving of gewoon een trilling die vanuit de aarde zelf komt? Beide detectoren staan op hetzelfde continent en we hebben volgens mij nog nooit iets met zulke precisie gemeten.

[witeken]

Je vraag bestaat uit twee delen.

Ten eerste, hoe weten we dat dit om een zwaartekrachtgolf gaat? Omdat het patroon dat men gemeten heeft overeenkomt met wat de vergelijkingen van Einstein voorspellen. Bovenste is de gemeten data van beide detectors, daaronder de voorspelling. Komt perfect overeen (ook bij beide detectors, rechtsboven).

https://journals.aps.org/...6.061102/figures/1/medium

Tweede deel is je vraag waarom we niet weten of dit niet iets anders is.

In feite is dit een strijd tegen noise (ruis). Aangezien de golven zo zwak zijn en het instrument dus zo gevoelig moet zijn, zijn er heel veel dingen die het kunnen beïnvloeden. Daarom moeten allerlei trucs en technieken ontworpen worden om die ruis te voorkomen. Er zijn ook heel veel sensoren aangebracht die de omgeving meten. Uit de paper:

(...) These interferometry techniques are designed to maximize the conversion of strain to optical signal, thereby minimizing the impact of photon shot noise (the principal noise at high frequencies). High strain sensitivity also requires that the test masses have low displacement noise, which is achieved by isolating them from seismic noise (low frequencies) and designing them to have low thermal noise (intermediate frequencies). Each test mass is suspended as the final stage of a quadruple-pendulum system [56], supported by an active seismic isolation platform [57]. These systems collectively provide more than 10 orders of magnitude of isolation from ground motion for frequencies above 10 Hz.

Dus je kan je afvragen: wat zou er in de omgeving moeten gebeurd zijn om zo'n signaal te maken? Je komt een bepaald antwoord uit. Als je sensoren die invloed op dat tijdstip niet gemeten hebben, kan het dus niet van de omgeving komen, maar van de zwaartekrachtgolven.

En tot slot natuurlijk het feit dat beide signalen tegelijk werden gedetecteerd, namelijk na 7ms. De lichtsnelheid tussen de twee detectors is 10ms, wat dus de maximale shift in tijd kon zijn.

Wanneer je dit statistisch analyseert, kom je uit dat de kans dit zo'n sterk signaal per toeval geproduceerd wordt 1 om de 200.000 jaar is, oftewel 5.1 sigma, de grens die wordt aanvaard om een ontdekking te claimen. Dezelfde grens waarna men heeft bekendgemaakt de Higgs Boson te hebben ontdekt.

Zie bv. deze bespreking over de noise. Ik kan ook erg aanraden om de (peer reviewed) paper te lezen en voor jezelf te oordelen; dit is gewoon valide wetenschap. Maar die is erg technisch . Of lees één van de tig andere artikels; of video's.

Kortom, dit is net als bij bv. de LHC ingenuïteit en wetenschap op zijn allerbest. Dit is niet het werk van één persoon achter zijn laptop, maar een multi-$100M multidecennia samenwerking van vele universiteiten en 1000 man.

Edit: Oh ja, en de detector gaat nog met een factor drie verbeterd worden komende paar jaar tot zijn uiteindelijke sterkte. Aangezien ruimte driedimensionaal is, wordt de zoekruimte dus een factor 3³ of 27 groter. Er zullen dus nog véél meer ontdekt worden.

En niet alleen wat dit soort binaire zwarte gaten of neutronensterren betreft, maar andere experimenten zoals in dit artikel beschreven zullen naar zwaartekrachtgolven van andere frequenties zoeken (aan de andere kant van het spectrum heb je BICEP2 die gemeld werd, en LISA valt daartussen): http://ej.iop.org/images/...ll/cqg414921f1_online.jpg.

Iets wat ik in dit artikel trouwens niet gelezen heb, is wat überhaupt de reden is dat deze twee zwarte gaten, die rond elkaar draaien, dichter bij elkaar komen (iets wat met de aarde gelukkig niet gebeurt!): het vrijkomen van energie in de vorm van... zwaartekrachtgolven. We hebben dus al veel langer bewijs dat ze bestaan (namelijk bij neutronensterren), maar nu hebben we ze ook direct gemeten. Zoals Einsteins E = mc² ons leert, is energie gelijk aan massa. De massa die die twee zwarte gaten verloren hebben toen ze samensmolten is de massa van drie zonnen. Dat komt overeen met de energie van alle sterren in het zichtbare heelal gedurende de tijd van seconde die is opgegaan in zwaartekrachtgolven. Onvoorstelbaar...

It’s like being in California and detecting a leaf falling in Virginia. The system is so sensitive [i.e., it detects a change in distance 1/10.000th the length of a proton] a truck hitting a pothole miles away threw it off in the early years when it started operating in 2002. The arms are so long that the curvature of the Earth is a measurable 1 meter (vertical) difference over the 4-kilometer length of each arm. “The most precise concrete pouring and leveling imaginable was required to counteract this curvature and ensure that LIGO’s vacuum chambers were truly ‘flat’ and level,” the lab’s website said. The detectors are so precise continental drift had to be taken into consideration, Krauss said.

[Reactie gewijzigd door witeken op 23 juli 2024 03:08]

[letatcest]

Overigens, de Nederlandse wetenschapsjournalist Bruno van Wayenburg heeft ook een goed filmpje gemaakt over hoe het werk. Fijn om dat eens in het Nederlands te horen dan al die Engelstalige filmpjes

[DirtyBird]

het feit dat beide signalen tegelijk werden gedetecteerd, namelijk na 7ms. De lichtsnelheid tussen de twee detectors is 10ms, wat dus de maximale shift in tijd kon zijn.

Ik vraag me af of een golf die zich niet 'in' de ruimtetijd bevindt, maar die ruimtetijd is wel begrenst wordt door de lichtsnelheid. Licht is iets wat zich in de ruimtetijd voortbeweegt en daarbinnen een een bepaalde snelheid heeft.
Net zoals geluid in een bepaald medium een snelheid heeft, maar het medium zelf wel een hogere snelheid kan hebben.
Kun je me uitleggen hoe dit zit?

[Denni]

De korte versie van het verhaal is; je kunt via de Einstein vergelijkingen berekenen hoe de oscillaties van een oscillerende hogere-order (dus geen monopool) zich zullen voortplanten. Dit is exact wat Einstein heeft gedaan, waarmee hij de voorspelling voor zwaartekrachtsgolven heeft gedaan. Uit deze berekening volgt direct dat ze zich met de lichtsnelheid voortbewegen. Helaas ken ik op dit moment nog geen meer pedagogisch verantwoordere uitleg dan dat

Dit is trouwens ook precies waarom zwaartekrachtsgolven moesten bestaan voor het correct zijn van de algemene relativiteitstheorie; immers weten we uit de astronomie dat de bronnen die Einstein beschreef inderdaad bestaan. Zodra je weet dat ze bestaan volgt uit de algemene relativiteitstheorie dat ze inderdaad ook zwaartekrachtsgolven uit moeten zenden (dit is trouwens al indirect gemeten, bij dubbelsterren is een energieafname gemeten die precies overeen kwam met de voorspelde energie die in zwaartekrachtsgolven ging zitten).

[Anoniem: 55563]

Tot dusver dacht ik altijd dat het krommen van de ruimtetijd zelf niet gebonden was aan de lichtsnelheid. Dat is althans het achterliggende idee van de warp drive: buig de ruimte zodanig dat niet de materie in de warp bubble maar de ruimte er omheen sneller beweegt dan het licht. Ik hoop dat er een keer een goede uitleg komt waarom zwaartekrachtsgolven zich dan toch met c voortbewegen.

[BadRespawn]

w

Ik hoop dat er een keer een goede uitleg komt waarom zwaartekrachtsgolven zich dan toch met c voortbewegen.

Warp drive is fictie - niet een goede basis om wetenschap te begrijpen.

[Anoniem: 55563]

Hoe kom je daar bij? Een hypothetisch model gebruikt in science-fiction maakt het nog geen fictie. Bovendien wordt er gewoon serieus onderzoek naar gedaan.

[BadRespawn]

Een hypothetisch model

Relativiteit is een theorie, en een theorie heeft meer status dan een hypothese. Als je science wil begrijpen is Science Fiction niet een goed uitgangspunt.

[Anoniem: 55563]

Science fiction is ook helemaal niet het uirtgangspunt. Dat is precies waar het misgaat in je opvatting van mijn vorige posts.

[Zezura]

pricies, Startrek is gebaseerd op veel hypothetische modelen.

best grappig om te zien dat er een paar van zijn uitgekomen over de jaren. er zijn ook dingen ontwikkelt die nog niet bestonden voordat Startrek deze liet zien op televisie, die verdomt veel op lijken.

Gene Roddenberry, (bedenken van startrek) heeft zeker veel gebaseerd op theoretisch haalbare ideeen. dat is wat StartTrek zijn scheid van StartWars waar het gewoon leuke verhalen zijn.

(ja ik geniet meer van StartTrek)

[Nickvda]

Warp theorie is een echte theorie wat vervolgens geadapteerd is voor science-fiction.

Er zit dus wel wat meer achter dan dat je denkt.

[Anoniem: 166774]

wel als de science fiction bijna volledig gebaseerd is op science.

[Harrij]

Uitleggen kan ik niet echt, maar je kan het een beetje zo zien dat als je met een raket met de lichtsnelheid reist, en je dan bij wijze van spreken hard naar voren zou gaan lopen zou je in theorie sneller dan het licht gaan. Toch is dat onmogelijk, de snelheid zal worden omgezet in massa volgens de theorieën.

Verder hoorde ik dat als je in het IJsselmeer een druppel water laat vallen, dat aan de oevers dit veel makkelijker waarneembaar/meetbaar is, dan wat er hier gemeten is.

Begrijp ik dat ECHT, nee hoor... maar is wel heel bijzonder om te zien wat meetbaar is.

[Mark6]

Deze klassieke manier van nadenken gaat in het geval van relativiteit niet meer op. De ruimte is leeg, en het niet niet mogelijk om 1 'referentie-stelsel' te kiezen waar je ten opzichte van de ruimte stil staat. Het is dus onmogelijk om de 'snelheid' van de ruimte te meten. (men dacht vroeger dat dit wel zo was, zie: Aether)

Verker kunnen we ook vanuit de deeltjes physica, de snelheid van de zwaartekracht ook redelijk verklaren. De zwaartekracht heeft een groot bereik, dus het graviton (deeltje dat zwaartekracht overdraagt en nog nooit gevonden is) is -zo goed als- massaloos, dus het beweegt met de lichtsnelheid.

[micla]

+1

Maar is dat dan ook eigenlijk niet het grootste nieuws in deze? Dus niet het feit dat het daadwerkelijk om "golfen"" gaat, maar dat deze daarom MET DE LICHTSNELHEID reizen?

Want, volgens Einstein zijn Speciale Relativiteits- theorie is de lichtsnelheid voor iedere waarnemer gelijk. Oftewel: het maakt niet uit welke snelheid je zelf hebt, de lichtsnelheid blijft gewoon hetzelfde. Dus grofweg 300.000 km p/s .. Of je zelf nou met de snelheid reist of niet, het maakt niet uit..

Als dit ook voor gravitatie golfen geldt, ( wat zou moeten ) dan geldt voor zwaartekracht dezelfde regel:

Zwaartekracht zal, ( net als licht dus ) , anders worden ervaren in een eender innertiaalsysteem ten opzichte van een andere...

innertiaalsysteem:

http://wwwhome.lorentz.le...us/chap1-2-3/chap3-0.html

( Klik onderaan op inhoudsopgave voor een hele mooie uiteenzetting van de Speciale Relativiteitstheorie btw )

oftewel: Zwaartekracht kan dus voor jou anders zijn dan voor mij...

Zouden scheuren in de ruimtetijd hiermee te maken kunnen hebben?

Of heb ik het helemaal mis en heeft dit te maken met het verschil tussen de Speciale relativiteits theorie en de Algemene relativiteits theorie? Ben namelijk nooit verder gekomen dan de speciale..

[jvdmeer]

Wat ik alleen nog niet snap is of deze detectors zwaartekrachtsgolven vanuit elke richting kunnen detecteren. Als de zwaartekrachtsgolf onder een hoek van 45° aankomt bij de detector worden toch beide buizen gelijk uitgerekt? en zal de laserstraal toch in fase blijven?

[Freee!!]

Dat vereist wel dat die golf uit precies de goed hoek komt (en ja, dat kan van twee kanten in het vlak van de buizen en 360 graden van een vlak precies loodrecht op het vlak van de buizen). Zelfs de minste afwijking levert al signalering op.

[kimborntobewild]

onder een hoek van 45°

Wat maakt 't uit of er eens in de zoveel miljoen of triljoen keer er een golfje niet wordt gemeten?

[noobz]

Bedankt voor je antwoord, je hebt er verstand van? (serieus: geef deze post eens wat plusjes!)

Ik weet hoeveel werk er in zit (presentaties gezien) en ik had niet de ambitie om het hele onderzoek in een uurtje te debunken.

Gewoon nieuwsgierig.

Wat betekent "These systems collectively provide more than 10 orders of magnitude of isolation from ground motion for frequencies above 10 Hz." precies? Wat bedoelen ze met 10 orders of magnitude?

- Ah. Dat is Engels. Goh. Je verwacht het niet: orde van grootte.

--
Hij blijft die post ook maar aanvullen met meer informatie

Leuk man!

[Reactie gewijzigd door noobz op 23 juli 2024 03:08]

[atlaste]

Mooi antwoord. OK, het is een fenomeen wat een trilling veroorzaakt bij een LIGO; ik accepteer dat het een zwaartekrachtsgolf is.

Nog een domme vraag: hoe weten we het dat het zwarte gaten zijn die dit veroorzaken (en niet eoa fenomeen wat we gewoon nog niet kennen)? Of is dat gewoon speculatie omdat we hetgeen gemeten is niet op een andere manier kunnen verklaren?

[diabolofan]

Dat was inderdaad ook mijn gedachte: Hoe weten ze dat dit een samensmelting was van een twee zwarte gaten zo'n 1,5 miljard jaar geleden...?

[Superstoned]

Tja, een model maken en zien of het past. De meting paste precies op theoretische modellen van twee samenvoegende zwarte gaten...

[atlaste]

http://spectrum.ieee.org/...tional-wave-in-a-haystack laat de observaties zien. Dat "precies passen" met het model moet je zo te zien met een flinke korrel zout nemen... op het oog klopt er niets van. Kortom, volgens mij is het gewoon pure speculatie, dus laten we dat dan alsjeblieft gewoon zo benoemen.

tl;dr: OK, Ik accepteer het antwoord "we weten het gewoon niet, er is nader onderzoek nodig". Dat lijkt me eerlijk gezegd een gezond uitgangspunt gegeven de observaties.

Dat doet niets af aan de importantie van de eerste observaties: dan nog lijken de zwaartekrachtsgolven te aangetoond, wat een zeer mooi resultaat is.

[Superstoned]

'op het oog' is ook niet echt een zinnige basis voor een beslissing of het wat is of niet, daar hebben we wiskunde voor. Meningen zijn niet nodig :-)

Zoals altijd met wetenschap: tenzij je de berekeningen zelf kunt valideren omdat je actief bent in het betreffende vakgebied is je kritiek net zo relevant als de mening van een mier over hoe je je afval opruimt.

(ik vraag me af waarom dit onderwerp zoveel 'meningen' oproept. Mensen kunnen vinden dat de nieuwe Samsung telefoon lelijk is, maar of ze vinden dat dit onderzoek wel of niet iets aantoont - wow, dan heb je wel een groot ego als je denkt daar wat over te kunnen zeggen als leek...

[Reactie gewijzigd door Superstoned op 23 juli 2024 03:08]

[atlaste]

OK laten we het dan echt wetenschappelijk aanpakken.

Je begint met een observatie. Vervolgens maak je een hypothese van wat je ziet op basis van die observatie. Wiskunde levert slechts het laatste deel ervan.

Mijn punt is juist dat er in dit geval helemaal niets is geobserveerd dat iets te maken heeft met zwarte gaten. Het experiment observeert licht, wat te verklaren is als gevolg van trillingen (waarbij alle andere bronnen dan zwaartekracht zijn uitgesloten). Dus: ofwel zwaartekracht is niet zo constant als we zouden willen, ofwel iets levert een zwaartekrachtsgolf op. Dat tweede is de hypothese en de observatie lijkt te kloppen hiermee.

De bron van de zwaartekracht is echter volkomen onbekend, dit is geen deel van de observatie. Maw: het punt dat het twee zwarte gaten zijn die in elkaar opgaan is pure speculatie, of hun mening zo je wilt. Ik verzet me tegen die stelling, tenzij ik bewijs zie voor deze stelling. Volgens mij is dat juist heel wetenschappelijk.

[Superstoned]

Ik zie daar ook niets over in dit artikel op tweakers maar dat is ook niet gek. Het originele gepubliceerde artikel daarintegen zal wel meer informatie hebben - en ik neem aan dat dat je vragen wel zal beantwoorden.

[atlaste]

Nogmaals, ik heb dus wel de peer review gelezen en wat andere informatie die her en der gelinkt was... Ik berust mijn mening zelden op alleen wat er op T.Net wordt geschreven.

Wat ik hieruit las was dat ze dit als aanname deden vanuit het "standaardmodel", er vervolgens een computermodel van maakten, de golfbeweging zagen als resultaat hiervan en vervolgens de afstand bepaalden op basis van de 'best fit' op de golf. Dat is m.i. alsof je een hypothese maakt en dan vervolgens gaat terugrekenen vanuit het model tot het zo goed mogelijk klopt met je observaties. Het deel wat er niet klopt (kijk naar de linkerkant van de grafiek in de peer review tov. de observaties! Die is constant in het model en oplopend in de metingen) wordt genegeerd vanwege de 'achtergrondsruis'.

Vandaar mijn issue hiermee.

[Superstoned]

Ok, fair, dat lijkt inderdaad een flinke aanname, maar het lijkt procesmatig toch wel te kloppen - je maakt een computermodel, je ziet dat de data past en op basis daarvan heb je dem verhaal... Nu kan het zijn dat het een ander event is geweest wat ze gemeten hebben, maar dan zal er een qlternatief model moeten zijn wat ook de data verklaart EN beter is, toch?

[atlaste]

Ok, fair, dat lijkt inderdaad een flinke aanname, maar het lijkt procesmatig toch wel te kloppen [...] Nu kan het zijn dat het een ander event is geweest wat ze gemeten hebben, maar dan zal er een alternatief model moeten zijn wat ook de data verklaart EN beter is, toch?

Even zodat we het helemaal scherp hebben:

- http://spectrum.ieee.org/image/MjcxODY1OA is de werkelijke data. Kijk goed naar de amplitude aan de linkerkant, de verhouding tussen minimum en maximum amplitude en hoe deze amplitude groeit en uitdempt.
- Wat uit het model komt is: https://journals.aps.org/...6.061102/figures/2/medium .
- De onbekenden in het model zijn: (1) afstand, (2) snelheid en (3) grootte van de zwarte gaten.

Mijn punt is dat je met deze drie onbekenden 'fitten', je ongeveer iedere mogelijke slingerbeweging maken die je wilt. Er is geen enkel bewijs dat het een zwart gat is wat deze slinger veroorzaakt.

Vwb. een alternatief model, wmb. is dat niet nodig. We kunnen ook zeggen dat we dingen gewoon nog niet weten en uit moeten zoeken, dat lijkt me een veel zinniger standpunt.

Een punt dat ik in je reactie wel naar boven wil halen is het woord "beter". Het is je wellicht al opgevallen dat ik heel kritisch ben tov. astronomie. Dat komt omdat ik merk dat er continue conclusies getrokken worden die vooral gebaseerd zijn op speculatie en wiskunde. Sterke stelling, dus die moet ik even toelichten.

Het verhaal van Patricia Burchat vind ik nog best aardig: https://www.ted.com/talks...r_dark_energy?language=en - je moet je realiseren tijdens het kijken van het filmpje dat ALS zwaartekracht de enige kracht in het universum is DIT de uitkomst is die je via de wiskunde eruit krijgt. Het zijn letterlijk de "onbekenden" uit de formules, zoals zij ook heel correct aangeeft. Het zou ook fair zijn om erbij te vermelden dat bijv. geen rekening in de astrologie wordt gehouden met een hoop andere dingen die we kennen. Bijvoorbeeld: elektrische krachten -- en we weten dat die ook bestaan. We gaan er bijv. ook gewoon vanuit dat de zwaartekrachtconstante een universeel ding is -- omdat we dit zo hebben gemeten in ons kleine deeltje van het universum (ondanks dat dinosaurussen dan onmogelijk konden vliegen in het verleden). We gaan er vanuit dat er alleen 'gravitational lenses' zijn, terwijl we weten dat gassen ook als lens kunnen optreden. Ik kan nog heel, heel, heel lang doorgaan met issues opnoemen die simpelweg vereenvoudigde aannames zijn van de werkelijkheid. Kortom, het model klopt niet en we weten ook dat het niet klopt.

Ergens is dat ook niet zo erg. Het is immers maar een model van de werkelijkheid (in tegenstelling tot "de werkelijkheid") en zolang we niet naar de andere kant van de galaxy kunnen reizen om het te controleren is het dus allemaal maar speculatie. Wat we weten is wat we observeren en daar moeten we het dan maar mee doen.

Mijn issue is dat het model wel zuiver moet zijn over de onbekenden en moet dit kunnen verklaren op basis van de observaties die we gewoon kunnen doen. In dit geval is de aanname dat de observatie een zwaartekrachtsgolf is (dit volgt uit de eliminatie van alle andere krachten die we kennen -- waarbij ik in de publicatie en review niet kan vinden of elektromagnetisme hierin ook is meegenomen -- die kracht is zeker sterk genoeg en is aanwezig op voldoende grote schaal) en vervolgens gaan we deze verklaren door een niet-geobserveerd fenomeen, wat we iedere sinusgolf kunnen geven die we maar willen... omdat we geen ander alternatief in het model hebben wat 'past'. Sorry, dat gaat mij te ver.

[Superstoned]

Ok, goed onderbouwd, he hebt gelijk dat ze Dan wel ver zijn gegaan met de bewering over zwarte gaten - misschien hadden ze iets duidelijker aan moeten geven dat dat hun hypothese is, maar dat alleen het bestaan van een zwaartekracht golf is aangetoond...

[kimborntobewild]

De lichtsnelheid tussen de twee detectors is 10ms, wat dus de maximale shift in tijd kon zijn.

Klopt niet; de lichtsnelheid is een constante... Nl. bijna 300.000 km/s.

[onetime]

Klopt wel.
Als het "event" zich in lijn met de detectoren bevind zal het verschil 10ms zijn.
Als het "event" zich haaks op de lijn tussen de detectoren bevind zal het verschil 0ms zijn.
Uit cos(dt) volgt de hoek tov de lijnb tussen de detektoren waar je moet zoeken.

[kimborntobewild]

Wat heeft dat met de constantheid van de snelheid van het licht te maken?
https://nl.wikipedia.org/...lheid#Constante_snelheid:
"Het was aanvankelijk dan ook moeilijk te accepteren, maar tegenwoordig is men er algemeen van overtuigd dat de lichtsnelheid inderdaad constant is. Het is het belangrijkste uitgangspunt van de speciale relativiteitstheorie van Albert Einstein."

De lichtsnelheid kan je trouwens niet alleen in ms uitdrukken; de tijdseenheid afstandseenheid ontbreekt.

[Reactie gewijzigd door kimborntobewild op 23 juli 2024 03:08]

[onetime]

Ik begreep het meteen, de niet helemaal juiste weergave van de afstand, al stoorde het me wel...
De afstand tussen de detectoren op de lichtsnelheid is 10ms.
Dwz: 300.000 x 0,01 ~= 3000km.

De lichtsnelheid kan je trouwens niet alleen in ms uitdrukken; de tijdseenheid ontbreekt.

Foutje, de afstand wordt niet genoemd, maar bedoeld. Die volgt dus juist uit de berekening met de lichtsnelheid met de tijd. Aangezien met ms de afstand word bedoelt. (op de lichtsnelheid dus)

[adamvansanten]

Dit is één van de beste en meest duidelijke reacties die ik ooit op Tweakers heb gelezen. Je hebt het voor mij (en ongetwijfeld voor vele anderen) enorm verduidelijkt. Hartelijk dank! Van mij krijg je +3 en een moderatieboost.

[SKiLLa]

Hele korting aanvulling: het LIGO team claimt een signal-to-noise ratio van 24:1
"The signal-to-noise ratio was quite high—24 as opposed to [the more typical] 10"
bron

[sygys]

Kunnen deze ripples niet door de kern van de aarde veroorzaakt worden zonder dat we het door hebben. Bijvoorbeeld door een shifting in de zwaarte kracht. De kern van de aarde is immers geen vaste stilstaande kern. Er kan daar binnen vanalles gebeuren.

De eerste vraag die bij me op kwam bij het lezen van dit was: wat kunnen we hier precies mee en wat hebben we eraan om te weten hoe sterren en het heelal in elkaar zitten? Zouden we ons niet beter druk kunnen maken om ons zelf en onze naaste mensen ipv deze nutteloze informatie vergaren. Miljarden uitgeven aan deze studies terwijl er op een ander continent niet eens mensen te eten hebben...

Slaan we niet een beetje door met zijn allen?

[Superstoned]

Precies, jammer dat ze niet zo denken, dan hadden we stomme dingen als het internet of tefal of GPS ook niet gehad! Dan konden we dat geld uitgeven aan iets nuttigs. Oorlog ofzo.

[letatcest]

Dat is inderdaad een dingetje... Ben daar niet heel diep op in gegaan behalve dat er heel veel systemen voor zijn, zoals buffers die vrijwel alle trillingen opvangen.

De fotonen zorgen al voor trillende spiegels...

De spiegelpositie is op meer dan een miljardste millimeter nauwkeurig of zo. Kan even niet zo snel vinden ho hoeveel precies ;-)

[noobz]

Een miljardste millimeter, is dat al de mate van trilling?

Want die man van NASA had het over een halve proton trilling dacht ik. Zo precies zijn onze seismografen toch niet?


---

Gevonden:
"A millionth of the diameter of a proton"

[Reactie gewijzigd door noobz op 23 juli 2024 03:08]

[MartijnGP]

Ik vind dat ook bijzonder. Nou heb ik er geen verstand van dus het zal wel niet, maar het lijkt me dat je praktisch onmogelijk zoiets kunt meten. Je zou toch stellen dat alleen al een zonnestraal of een zuchtje wind dat zou moeten veroorzaken.

Nou ja, het gaat mijn pet te boven dit soort onderzoek

[Luuk.vanRiel]

Toch mooi dat er nog steeds hard getimmerd wordt aan de weg naar kennis van ons universum.

[efari]

vraagje, wat geen enkel artikel dat ik al gelezen heb duidelijk uitlegt:
hebben we hierop moeten wachten tot deze zwarte gaten uiteindelijk samenvloeiden (hebben we met andere woorden 'live' (vertraging door lichtsnelheid niet meegetelt) die samenvloeiing meegemaakt)? Is dit een fenomeen dat verwacht werd?

of is de reden dat dit nieuws nu naar buiten komt omdat nu pas de detectoren / testopstellingen opgestart werden?

[letatcest]

voor zover ik begrepen heb, werd er eigenlijk gewacht op het samensmelten van twee neutronensterren en was deze gebeurtenis eigenlijk 'toeval'. Het komt in ieder geval niet vaak voor en de gebeurtenis is slechts een fractie van een seconde waarneembaar, dus anderhalf miljard jaar geleden gebeurde dit en die fractie van een seconde is nu dus hier waargenomen.

Hoe vaak zwarte gaten versmelten, weet ik niet overigens.

[Superstoned]

Ach, het heelal is groot, ook zeldzame dingen gebeuren regelmatig :-)

[ralph t]

Op een domme vraag is geen zinnig antwoord te geven. Dat witeken een duidelijk geformuleerd antwoord kan geven, is voor mij een teken dat je juist de spijker op de kop hebt geslagen

[noobz]

Het was een domme vraag in die zin dat ik er niet veel vanaf weet.

[Jelovnik]

Vraagje: Einstein zijn relativiteitstheorie is toch ontkracht? Wanneer dit onderzoek ook op die theorie berust, hoe het onderzoek dan kloppen?

[Nachoman]

Einsteins relativiteits- theorie kunnen we gewoon blijven gebruiken. ze werkt immers uitstekend.

Op het gebied van kwantum mechanica heb je niks aan Einsteins RT theorie. maar dat wil niet zeggen dat het een prima stukje gereedschap is. Slechts ontoereikend (voor zover wij weten) op het gebied van kwantum mechanica.

Hier is een quote:

De twee grote theorieën van de natuurkunde hebben een eeuw lang naast elkaar bestaan, maar zijn onverenigbaar. De relativiteitstheorie van Einstein beschrijft de zwaartekracht en dus het heelal op grote schaal, terwijl kwantummechanica het heelal op de kleinste schaal beschrijft, de wereld van de atomen en elementaire deeltjes. Beide theorieën werken uitstekend in hun eigen vakgebied, maar ze brokkelen af in bepaalde extreme gebieden, zoals op extreem korte afstanden (de zogenaamde Planckschaal). Ruimte en tijd hebben dus geen betekenis in zwarte gaten, of (belangrijker) tijdens de oerknal.
Daniele Oriti van het Albert Einstein Instituut gebruikt een vloeistof om deze situatie te omschrijven. “We kunnen het gedrag van stromend water omschrijven met de klassieke theorie van de hydrodynamica. Maar als we “inzoomen” op een steeds kleinere schaal, totdat we uiteindelijk bij individuele atomen aankomen, dan verliest deze theorie z’n geldigheid. Op dat moment hebben we kwantummechanica nodig”. Net als een vloeistof uit atomen bestaat, zo denkt Oriti dat de ruimte uit kleine cellen of “ruimteatomen” bestaat – een nieuwe theorie is nodig om deze te beschrijven: kwantumzwaartekracht.

Bron: http://www.astroblogs.nl/...stein-eindelijk-verenigd/

[Reactie gewijzigd door Nachoman op 23 juli 2024 03:08]

[Infectious]

Ik wil hier toch even kort aan toevoegen dat wat je schrijft over de algemene relativiteitstheorie gaat. Voor de kenner is dit duidelijk, omdat je het over zwaartekracht hebt, maar voor de niet fysicus misschien niet. Wat je hierboven schrijft is inderdaad waar wat betreft de algemene relativiteitstheorie, die is tot dusver niet te combineren met kwantum mechanica.

Speciale relativiteitstheorie is een heel ander verhaal. Dit is prima, zelfs uitstekend te combineren met kwantum mechanica, en heeft ons (arguably) de meest precieze natuurkundige theorie tot dusver opgeleverd, quantum electrodynamics (qed).

Nu is het hele zwaartekracht golven verhaal natuurlijk duidelijk algemene relativiteitstheorie, maar misschien toch wel zo duidelijk.

En als laatste, het TU delft experiment (wat zeker bijzonder is, vooral qua uitvoering) is een beetje verkeerd gepresenteerd in de media, wat mij betreft. Waar het om gaat is dat het concept van verstrengeling in de tijd van Einstein gewoon echt nog niet goed begrepen was. Hij dacht daardoor dat het botste met zijn idee dat de snelheid van het licht de limiet van informatie overdracht is. Nu weten we dat het prima in dat plaatje past. Er wordt geen informatie overgedragen bij de meting, het zijn slechts statistische correlaties die we in onze klassieke wereld niet kennen. Hoe dit precies werkt kan je wiskundig mooi uiteen zetten, maar ik weet zelf ook dat het allemaal erg counterintuitive klinkt. Belangrijk is om te weten dat het absoluut niet tegen Einsteins theorieën in gaat.

[bobje99]

huh, wacht even. Ik snap de relatie dat het gedrag van water met hydrodynamica op 'normale' schaal werkt en niet werkt op moleculaire schaal, zo ook dat einsteins theorie werkt op grote schaal en niet op kleine.

Volgens mij is dit ook zo'n beetje alles wat dat artikel vertelt. Ze hebben ook een brug gevonden tussen kwantummechanica berekeningen en grote-schaal berekeningen.

Dat idee van 'ruimteatomen' snap ik niet helemaal. Ja, de ruimte is opgebouwd uit atomen, net zo als een vloeistof is opgebouwd uit atomen en atomen zijn ook weer opgebouwd uit andere zooi en dat is waarschijnlijk ook weer ergens anders uit opgebouwd.

[Rudie_V]

In de quantummechanica heb je quantumverstrengeling, dat is een fenomeen waar twee, of meer, losse deeltjes, zoals fotonen, atomen, elektronen, met elkaar verstrengeld worden waardoor je de deeltjes niet meer als losstaande deeltjes kan zien, maar als één systeem. Dit houdt in dat als je iets aan het ene deeltje verandert het andere deeltje hier instantaan op reageert door de tegengestelde waarde aan te nemen. Als je deeltje 1 spin up geeft, dan heeft deeltje 2 spin down. Verander je deeltje 1 naar spin down, dan verandert deeltje twee naar spin up. Deze 'communicatie' tussen de deeltjes gebeurd instantaan. Als het ene deeltje aan de ene kant van het universum is en het andere deeltje aan de andere kant dan nog is deze 'communicatie' tussen de deeltjes instantaan. Volgens einsteins relativiteitstheorie kan niets sneller dan het licht reizen en deze 'communicatie' tussen de verstrengelde deeltjes zou dan ook niet sneller dan het licht kunnen en volgens einstein zou er dan nog iets van een verborgen variable moeten zijn voor de 'communicatie' tussen deze verstrengelde deeltjes. Dit alles is het EPR paradox geworden, https://nl.wikipedia.org/wiki/EPR-paradox .
De onderzoekers in delft hebben twee deeltjes met elkaar verstrengelt en toen ver genoeg van elkaar verwijderd en toen de vertraging gemeten hoe snel deeltje 2 reageerde op de verandering van deeltje 1. Volgens de lichtsnelheid, en door de onderlinge afstand, zou hier een meetbare vertraging tussen moeten zijn, maar deze vertraging was veel kleiner, dan wel instantaan, dan je zou verwachten. Hierdoor was het meetbaar aangetoont dat de communicatie tussen de twee deeltjes sneller dan de lichtsnelheid gebeurde.
Hiermee is niet echt de relativiteitstheorie ontkracht, maar wel aangetoont dat communicatie tussen deeltje die verstrengeld zijn zich niet aan de lichtsnelheid houdt. Het opent nieuwe vragen, want hoe kan dit?

Stellen dat de relativiteitstheorie hiermee ontkracht is klopt niet echt, want einstein stelde dat massa niet sneller dan het licht zou kunnen. Maar blijkbaar hebben we met iets te maken wat vooralsnog onze huidige kennis te boven gaat.
Voglens sommige bewijst dit dat er nog een onderliggende realiteit, dimensie oid, moet zijn die niet gebonden is aan onze 3D ruimte.

[Nachoman]

Dus we kunnen beter stellen dat licht niet sneller kan in het medium waar wij ons ook in bevinden.
Maar licht kan wel sneller (bijvoorbeeld) in een ander medium aka workmhole?

want de RT van einstein klopt altijd...gemeten in de ruimte/dimensie waar wij ons in bevinden nu.

Ik kan me voorstellen dat kwantum mechanica zich misschien wel afspeelt in een andere dimensie, juist omdat de deeltjes zo fundamenteel zijn, zo klein dus, dat ze zich ontrekken aan de wetten van onze huidige en bekende ruimte/tijd dimensie.

[Rudie_V]

De snelheid van licht is al gedefinieerd in een medium, namelijk een vacuum, maar in een vacuum heb je nog altijd de ruimtetijd. Zo gaat licht door de lucht(gas) al ietsjes trager en door een glasvezel maar iets van 2/3 de lichtsnelheid(maar dit graaf ik even uit me geheugen dus misschien zit ik er naast, maar wel veel trager dan normaal).
https://nl.wikipedia.org/wiki/Lichtsnelheid

Hoe leeg het vacuum is kan je je dan ook nog even afvragen. In de quantummechanica heb je nog virtuele deeltjes en het foton zou hiermee kunnen reageren en vertragen, alhoewel dit dan zeer nihil en wellicht pas op grote afstanden meetbaar is. Daarbij is het bestaan van virtuele deeltje aangetoond middel het casimir-effect. In dit casimir-effect heb je tussen de twee metalen minder virtuele deeltje en zou het foton minder vertraging op moeten lopen als in een normaal vacuum. Ook dit zal dan zeer nihil en verwaarloosbaar zijn. Dit heeft trouwens weer het scharnhorst-effect.
https://nl.wikipedia.org/wiki/Virtueel_deeltje
https://nl.wikipedia.org/wiki/Casimireffect
https://en.wikipedia.org/wiki/Scharnhorst_effect

Ook over wat ruimte-tijd zelf precies is kan je nog discussieren en of dat ook geen vertraging aan het foton geeft, maarja, zonder de ruimte-tijd zou het foton wellicht ook niet bestaan. Verder kan je je nog speculerend afvragen of ruimte-tijd misschien een andere fase, net als in vast-vloeibaar-gas-plasma, aan kan nemen en of dat nog invloed kan hebben.

Een wormhole is weer wat anders, welke een einstein-rose brug(bridge) heet. In einsteins theorie wordt ruimtetijd als iets buigbaars of kneedbaars voorgesteld wat kan samentrekken en uitrekken. Zo veroorzaken de in dit artikel gevonden zwaartekrachtsgolven dat de ruimtetijd zich samentrekt en uitbuigt en weer samentrekt enz. en zo beweegt de zwaartekrachtsgolf zich voort door de ruimte-tijd. Omdat de ruimte-tijd buigbaar is zou je in theorie de ruimte-tijd zo kunnen buigen dat je twee punten waar dan ook in het universum met elkaar verbindt en zo een wormhole creëert. Hoe licht zich in zo'n wormgat gedraagt is natuurlijk ook maar theorie, maar het zou zich daar ook gewoon aan de limiet moeten houden.
http://www.astroblogs.nl/...t-een-video-en-een-comic/
http://www.astroblogs.nl/...nde-zwarte-gaten-ontdekt/
https://nl.wikipedia.org/wiki/Wormgat

De relativiteitstheorie klopt vooralsnog voor wat het beschrijft, maar het beschrijft geen zwaartekracht op het kleinste niveau van de quantummechnica, daar is men nog mee bezig. De quantummechnica en de relativiteitstheorie hebben dan ook allebei hun eigen gebieden waarvoor hun beschrijving klopt, de quatunmechanica beschrijft het kleine van de atomen en kleiner en de relativiteitstheorie beschrijft de zwaartekracht op de grotere schaal.

[BramT]

PBS Space Time heeft ook meteen een leuke video.

[friend]

Ja, bedankt, want ik zat nog met de vraag uit het artikel waar geen antwoord op was gegeven:

De grote vraag is nu hoeveel nieuwe zwaartekrachtsbronnen we gaan detecteren.

En het feit dat ze vrij snel na het inschakelen een signaal ontvingen. Want als de golven eenmaal de aarde gepasseerd zijn, zul je ze nooit meer kunnen detecteren.
Uit de PBS video haal ik dat binnen ons melkwegstelsel er geschat wordt dat het eenmaal in de 10.000 jaar zou voorkomen dat twee zwarte gaten in elkaar opgaan. En dat ze met de huidige opstelling enkele miljoenen sterrenstelsels beslaan waarvan ze de golven zouden kunnen detecteren (stel 10 miljoen).
Dat zou dan betekenen dat er elke 10.000 / 10.000.000 = 0,001 jaar iets te meten zou moeten zijn. Dit zou dus betekenen dat er bijna 3x per dag een event gemeten zou moeten kunnen worden.
Dat verklaart in ieder geval dat ze zo snel na het aanzetten iets hebben kunnen meten.

[Reactie gewijzigd door friend op 23 juli 2024 03:08]

[Haas_nl]

Misschien botsen ze wel tegen de rand van heelal aan en kaatsen ze terug

[Joao]

Wow, thanks voor de tip, top kanaal!

[Cosmic-Ray]

Ik denk dat de wetenschappers wat te vroeg de champagne open trekken, pas als er een opstelling in de ruimte is i.p.v. alleen op de aarde waar de meetgegevens mee zijn te verifiëren en welke een groter frequentie bereik hebben dan de 10 tot 10.000 Hz die nu gebruikt wordt kunnen ze mij overtuigen.
Botsende sterrenstelsels en botsende clusters zouden immers dan ook de zwaartekrachtgolven moeten opwekken alleen al omdat deze meer massa hebben.

De tijd zal het leren!

[Anoniem: 310408]

Ik denk dat de wetenschappers wat te vroeg de champagne open trekken, pas als er een opstelling in de ruimte is i.p.v. alleen op de aarde waar de meetgegevens mee zijn te verifiëren en welke een groter frequentie bereik hebben dan de 10 tot 10.000 Hz die nu gebruikt wordt kunnen ze mij overtuigen.

Ik denk dat je heel eenzaam bent als je nu niet meer in zwaartekrachtgolven gelooft. Wat er gisteren gebeurde is dat er na alle speculatie nu hard bewijs is. Als jij dat niet als bewijs wil aannemen ligt het voor de hand dat we je om een alternatieve uitleg vragen over de gemeten resultaten.

Ga er maar van uit dat ze de Nobel commissie WEL overtuigd hebben!

[Cosmic-Ray]

Falconhunter, als ik kijk naar de vergelijkingsgrafiek zie ik nog steeds een ruis en ik heb in het verleden al vaak genoeg gezien dat de wetenschap fouten maakt omdat er veel te kortzichtig gekeken wordt. Er mogen dan wetenschappers zijn die alle soorten berekeningen kunnen maken maar dat bewijst nog niet dat ze beschikken over een heldere geest.
We weten allemaal dat de wereld draait om geld en met die kromming van de menselijke geest zal dat eerder vertragend dan versnellend werken op onze ontwikkeling.

[Superstoned]

Gelukkig kunnen mensen die de wiskunde en theorie begrijpen alles narekenen en controleren - dat is het mooie aan wetenschap en het verschil met een 'mening'. En als iemand een fout vind is hij/zij beroemd dus er is reden zat je best te doen dit te checken :-)

Mooi systeem, toch?

[Cosmic-Ray]

Dat is inderdaad mooi Superstoned, maar dan kom je gelijk bij de complexiteit van het berekenen in 4D (3 maal ruimte en 1 maal tijd), zoals bekend bij het berekenen van "virtual reality" wat vele malen ingewikkelder is dan het berekenen in 3D (2 maal ruimte en 1 maal tijd) zoals dat gaat bij het visualiseren van videogames terwijl er toch echt mensen zijn die 4D beeld direct kunnen oproepen in hun geest.

[Superstoned]

Dus? In wiskunde word vaak genoeg met tientallen dimensies gewerkt, dat is echt niet bijzonder.

[Belgar]

In het kort: nee. Twee objecten die botsen veroorzaken geen meetbare zwaartekracht golf an sich. net zo min als een enkel stilstaand object golven uitzend. Om een golf te veroorzaken moet je ruimte-tijd vervormen met een bepaalde mate om het te kunnen waarnemen.

Het botsen van een sterrenstelsel geeft in principe geen verandering van de totale ruimte-tijd vervorming van de plaatselijke ruimte en dus geen grote golf. Voor deze meting waren ook 2 zwarte gaten nodig. Hoewel een enkel zwart gat een enorme invloed heeft op de locale ruimte, zo lang deze "stil" staat veroorzaakt die geen golven die je kunt meten.

[Cosmic-Ray]

Belgar, heb je misschien wel eens nagedacht dat lenswerking zou kunnen ontstaan door een zwaartekrachtgolf die ogenschijnlijk stil staat maar wezenlijk een langzaam bewegende (t.o.v. tijd-ervaring mens) zwaartekrachtgolf zou kunnen zijn.
Dat zwaartekrachtgolven net zo snel reizen als het licht is slechts een aanname dat Einstein gelijk heeft maar wordt er wel voldoende gekeken naar de mogelijkheid dat dat ook wel eens anders kan zijn?

[Belgar]

Het is het een of het ander.

Als Einstein gelijk heeft kun je zwaartekracht golven eigenlijk niet buigen. en het grootste deel van het geleverde bewijs is juist gebaseerd op het feit dat de waarneming exact volgens de relativiteits-theorie is verlopen. Dus met de exacte snelheid en frequentie die voorspeld is door relativiteit en daarmee met een maximum snelheid van het licht.

Als gravitatie niet in relativiteit past, dan kun je hier vanaf wijken, maar heb je ook niets om deze resultaten aan op te hangen. Dus moet je de frequentie en amplitude op een andere manier verklaren maar ook daarmee samenhangend een onverklaard gedrag van de massa's die deze veroorzaakt hebben, want dan is de rest van relativiteit ook niet meer van toepassing.

[Anoniem: 116604]

De tijd- en lengteschalen van botsend sterrenstelsels zijn veel en veel te groot om meetbare zwaartekrachtsgolven te produceren. Merk op dat deze twee gaten, elk ongeveer 30 zonsmassa's, in 0,2 seconden een aantal malen om elkaar draaiden om vervolgens te versmelten. Vergelijk dat met de tientallen miljoenen jaren die een stelselbotsing duurt, over een afstand van vele tienduizenden lichtjaren.

[Cosmic-Ray]

Met ''meetbaar'' bedoel je denk ik de beperkte methode welke nu in gebruikt is cymric.
Zolang de wetenschap niet inziet dat er veel meer mogelijkheden zijn om te 'meten' zullen we op universeel niveau in het stenen tijdperk leven.

[James Flare]

Tuurlijk is de meetmethode nu 'beperkt', omdat het de eerste keer is dat we het hebben kunnen meten, of daar tenminste héél sterke bewijzen voor hebben. Geen enkele wetenschappelijke theorie en bijbehorende bewijsvoering komt uit het niets.

En ik denk dat de wetenschap zich heel goed realiseert dat wij op dit moment beperkt zijn in onze waarnemingen. Maar dit is - als ik het volgende goed zeg - juist zo baanbrekend omdat het precies wél een nieuwe manier van meten is... We kunnen nu eindelijk iets wat geen massa/energie heeft (de ruimte-tijd) zichtbaar maken. Meten is altijd gebaseerd op waarnemen en wij kunnen met onze eigen zintuigen alleen energie waarnemen.

Dit is als de Wright brothers die hun eerste vlucht deden. Ongehoord voor die tijd, maar 100 jaar later hopeloos verouderd... Kunnen we daarom hun 'ontdekking' of werk bestempelen als beperkt of kortzichtig? In mijn ogen is het tegendeel waar. Zonder hun pionierswerk (en ongetwijfeld talloze mislukkingen) vliegen we nu niet in een 'paar' uur de wereld over. Kleine stapjes...

Zelfs als zou blijken dat we niet precies hebben gemeten wat we dachten, leidt dat weer tot nieuwe inzichten, denkrichtingen en technieken. Die mogelijk in de toekomst wél resultaat boeken.

Tijd is relatief, dus vergeleken met de toekomst leven we altijd in het 'stenen tijdperk'...

Edit: klein zinnetje toegevoegd...

[Reactie gewijzigd door James Flare op 23 juli 2024 03:08]

[Superstoned]

Ik krijg uit het lezen van andere reacties van cosmic-ray meer het idee dat ie graag zou willen dat we 'waarnemingen' dmv LSD en meditaties gaan doen :-)

[Anoniem: 116604]

Met ''meetbaar'' bedoel je denk ik de beperkte methode welke nu in gebruikt is cymric. Zolang de wetenschap niet inziet dat er veel meer mogelijkheden zijn om te 'meten' zullen we op universeel niveau in het stenen tijdperk leven.

Serieus: wat de **** bedoel je in vredesnaam?

[Swindowmasher]

Betekent dit dat het mogelijk is zwaartekracht te manipuleren?

[Anoniem: 457607]

Nee, het betekent vooral dat dit juist niet mogelijk is.

[Anoniem: 310408]

Nee, het betekent vooral dat dit juist niet mogelijk is.

Die moet je uitleggen want aan de onmogelijkheid om zwaartekracht te generenen (of te negeren) is naar mijn idee NIETS veranderd door deze ontdekking.

[Anoniem: 457607]

Men had al een theoretisch model over hoeveel energie er vrij moest komen om zo'n golf te doen ontstaan, en hoe deze golf door de ruimte "reist" en hoe deze in sterkte afneemt. Nu bewezen is dat deze theorie klopt, is ook bewezen dat in praktische zin de mens deze golven niet kan doen ontstaan, omdat we simpelweg dergelijke energie niet kunnen opwekken, een mens kan geen enorme hemelichamen doen bewegen.

[Hedva]

Zeg geen nooit. Met wat hebben we dit bereik? Zeg door afgelopen 2000 jaar beschaving. Geen idee hoe de toekomst eruit ziet na een miljoen jaar beschaving? Miljoen jaar is gewoon niet in te beelden. De technologie gaat zo hard. We laten al raketten zelfs laden op hun poten om ze opnieuw te gebruiken, bouwen mega meetinstrumenten om dit soort dingen te meten. We kunnen al geen eens 100 jaar inschatten, laat staan een miljoen.

Ik zeg; we kunnen ooit wel iets bouwen om zwarte gaten onder controle te krijgen. Hopelijk bestaat tweakers over een miljoen jaar nog en lezen ze mijn post

[Anoniem: 457607]

Nou ja, ik zeg wel nooit in dit geval. Ondanks de opmerkelijke creativiteit van de mensheid, gaat dit toch echt onze pet te boven. Net zoals naar verre stelsels reizen, wat zelfs met de maximale snelheid (welke we niet kunnen bereiken) miljoenen generaties aan mensenlevens kosten. Sommige dingen zijn fysiek gewoon onmogelijk.

[.oisyn]

wat zelfs met de maximale snelheid (welke we niet kunnen bereiken) miljoenen generaties aan mensenlevens kosten.

Dat is dus niet waar. Door tijddilatie (speciale relativiteitstheorie) zou het voor de mensen aan boord van een ruimteschipt dat met bijna lichtsnelheid reist in een paar honderd jaar te doen kunnen zijn. Natuurlijk hebben wij daar op aarde niets aan, want voor ons duurt hun reis idd miljoenen jaren.

[Anoniem: 457607]

Die begrijp ik niet. Wanneer een afstand 10.000 lichtjaar is, dan kost het gewoon 10.000 jaar voor de mensen aan boord. Dat de mensen die niet aan boord zijn die 10.000 jaar anders ervaren zorgt er niet voor dat de mensen aan boord er sneller zijn.

[.oisyn]

Wanneer een afstand 10.000 lichtjaar is, dan kost het gewoon 10.000 jaar voor de mensen aan boord

Pertinent onwaar
Verloop van tijd is relatief. Dat is nou deels waar Einstein zo beroemd mee is geworden in z'n theorie die door de vinding in het artikel maar weer eens bewezen is!

In het kort: je tijd gaat langzamer lopen dan een externe waarnemer als je met grote snelheid reist tov die waarnemer. Je tijd gaat ook langzamer lopen als je versnelt. De combinatie van die twee effecten zorgt ervoor dat de klok in een GPS sattelliet ongeveer 38 microseconde per dag sneller tikt dan diezelfde klok op aarde (hoewel zijn snelle beweging ervoor zorgt dat z'n klok langzamer gaat, is de vertraging door de zwaartekracht op het opervlak van de aarde groter).

En op dezelfde manier is het dus theoretisch ook mogelijk om een enorme afstand af te leggen in wat jij ervaart als een zeer korte tijd. Zou je met exact de lichtsnelheid reizen (een snelheid die iets met massa nooit kan halen omdat daar oneindig veel energie voor nodig is), dan zou je tijd stil staan en zou je voor je gevoel instantaan op de plek van bestemming aankomen. Zo voelt dat dus voor een foton.

[Reactie gewijzigd door .oisyn op 23 juli 2024 03:08]

[Anoniem: 457607]

Pertinente onzin. Je legt nog steeds slechts het verschil uit tussen tijdservaring van twee obervers, maar dat effect is helemaal niet van toepassing op de situatie.

Een afstand van 10.000 lichtjaar kost voor de inzittenden van het schip gewoon 10.000 jaar naar hun tijdservaring. Hoe aardbewoners die 10.000 jaar hebben ervaren (sneller of langzamer) is niet relevant voor deze situatie.

[.oisyn]

Pertinente onzin. Je legt nog steeds slechts het verschil uit tussen tijdservaring van twee obervers, maar dat effect is helemaal niet van toepassing op de situatie.

Dat is het wél, en dat is wat iedere wetenschapper met kennis van de relativiteitstheorie je zal vertellen. Ik zou zeggen: lees je in in het onderwerp.

Misschien helpt het om te kijken naar hoe de theorie tot stand is gekomen. Men zat 100 jaar geleden met een probleem. Bestaande observaties op dat moment wezen er allemaal naar uit dat de snelheid van het licht constant was. Dit was ongeacht de plek op aarde waar je de snelheid meette. Men wist al dat beweging relatief was, maar hoe strook je dat nou met een dergelijke observatie? Immers, als iemand met de halve lichtsnelheid (0,5c) reist en met een zaklamp vooruit schijnt, dan moet ofwel die persoon een snelheid van 0,5c meten en een externe waarnemer 1c, ofwel hij meet 1c en een externe waarnemer dus 1,5c. Toch meten ze beide 1c. Hoe kan dat?

Het antwoord, waar Einstein mee kwam en wat keer op keer is bewezen en aan de orde van de dag is in ons dagelijks leven (GPS satellieten moeten compenseren voor de effecten van tijdsdilatatie), is dat je verloop van tijd afhankelijk is van je referentiekader. Omdat tijd langzamer gaat lopen bij relativistische snelheden, leggen de fotonen uit de zaklamp in wat die persoon denkt dat 1 seconde is een langere afstand af, en dus meet hij 1c. De externe waarnemer die hem op 0,5c ziet reizen, zal gewoon 1c meten en dus het verschil tussen die fotonen en die persoon slechts 0,5c bedragen.

Het is belangrijk om te realiseren dat *alles* vertraagd. Dus ook alle fysische processen. Je ervaring van 1s blijft altijd gewoon 1s. Als je naar je klok kijkt dan lijkt de wijzer nog altijd met dezelfde snelheid voort te bewegen als altijd. Dat komt omdat jouw denkproces natuurlijk net zo goed wordt vertraagd.

Overigens is er nog een ander effect dat meespeelt (wat wel moet anders zou de boel niet meer kloppen), en dat is lengtecontractie. Het komt er dus op neer dat niet alleen de tijd vertraagd, maar ook de lengte verkort wordt in de reisrichting. Ander zou je namelijk denken dat als je met bijna c reist en je tijd zo enorm vertraagd wordt, dat alles op je af komt met een snelheid groter dan c. Helaas, ook hier heeft het universum een stokje voor gestoken. Je lineaal wordt korter, en dus ook de ogenschijnlijke reisafstand. Die miljoen lichtjaar die je af moet leggen lijkt dus geen miljoen lichtjaar meer, maar slechts een paar honderd lichtjaar.

https://en.wikipedia.org/wiki/Twin_paradox
https://en.wikipedia.org/...2%80%93Keating_experiment

[Reactie gewijzigd door .oisyn op 23 juli 2024 03:08]

[pennenlikker]

Pertinente onzin:

A further consequence of movement, any movement, is that distances shrink in the direction of motion, although this only really becomes apparent at high percentages of the speed of light. For example, let’s say we set off for a star 100 light years from Earth and our speed is 99% of the speed of light. Common sense tells us that we will reach the star in just over 100 years, but this doesn’t take dilation into account. Instead, because the distance has been dilated we will reach the star in only 14.1 years. As we go ever faster the dilation becomes ever more dramatic, so that at 99.9% of the speed of light we would reach it in just 4.5 years and at 99.99% around 1.4 years.

Voor bewoners op aarde duurt het wel 100 jaar

http://www.emc2-explained.info/Time-Dilation/#.Vr3XkK32bIU

[Reactie gewijzigd door pennenlikker op 23 juli 2024 03:08]

[ATS]

Nee dus.

Even heel praktisch: er komen hier op aarde snel vervallende deeltjes aan van heel verre bronnen. Alleen door het tijddilatatieeffect kan je ze hier meten, omdat ze zo snel reizen gaat hun tijd langzamer, waardoor ze nog niet vervallen zijn als ze hier aankomen.

[the-dark-force]

Nu is dit zeer ingewikkelde materie maar was er geen theorie waarbij je door deze golven heenging waardoor je sneller zou kunnen reizen?
Je pakt een papiertje en vouwt hem dubbel, prik er een gat doorheen en open het papiertje, je hebt de afstand tussen de 2 gaten overgeslagen.
Volgens Friend's berekening waren er ~ 3 meetbare golven per dag, als de omstandigheden juist zijn dan zouden bestaande golven toch gebruikt kunnen worden?

Het is onwaarschijnlijk maar we ontwikkelen onszelf nu sneller als ooit door computers en danzij AI zal dat straks nog veel sneller gaan.

[Anoniem: 457607]

Ik denk dat je het over wormwholes hebt:

"Het is onbekend of wormgaten mogelijk zijn binnen de algemene relativiteitstheorie (ART). Alle bekende oplossingen van de ART die wormgaten toelaten, vereisen het bestaan van materie die een negatieve energiedichtheid heeft. Toch is het nog niet wiskundig bewezen dat dit een absolute vereiste is voor wormgaten, noch is het bewezen dat die speciale materie niet kan bestaan. En aangezien er nog geen theorie van de kwantumgravitatie bestaat, is het onmogelijk te zeggen of wormgaten mogelijk zijn of niet.

Veel fysici geloven dat wormgaten niet mogelijk zijn omdat ze theoretische problemen opwerpen, zoals de mogelijkheid tot tijdreizen, en dat de wetten van de fysica ze verbieden. Dit alles blijft speculatie."

[mkools24]

lol nee je hebt het over krachten die niet te bevatten zijn. Wij zouden de maan nog niet eens uit zijn baan kunnen krijgen of laat staan slopen hoeveel bommen we ook maken.

[BramT]

Aangezien deze ontdekking juist een bevestiging is van GR. En binnen GR kunnen dat soort dingen nou eenmaal niet.
Als we juist hadden ontdekt dat zwaartekrachtgolven niet bestaan dan komt GR op losse schroeven te staan en dat zou juist de deur op een kiertje zetten naar het genereren/negeren van zwaartekracht.

[Freee!!]

Aan de praktische mogelijkheden is inderdaad niets veranderd (die waren er toch al niet), aan de theoretische wel (totaal onmogelijk verklaard).

[Anoniem: 310408]

Kort antwoord, nee.

Behalve als we constant zwarte gaten kunnen laten botsen. Mmmmm, nog steeds kort antwoord, nee.

[Reactie gewijzigd door Anoniem: 310408 op 23 juli 2024 03:08]

[Anoniem: 126717]

Theoretisch kan dat wel. Er zijn, volgens theorieen, heel veel zwarte gaten die door de ruimte reizen en niet zwaar zijn, maar slechts hele kleintjes zijn. Dus niet vele zonsmassas, maar het formaat van een paar ton. En niet het centrum van sterrenstelsels, maar vrij rondvliegend.
Paar 'kleine' technische probleempjes om te overwinnen, maar....

[jaxxil]

Lossen zwarte gaten van een paar ton niet extreem snel op door Hawkingstraling?

[AugmentoR]

Even voor het beeld, ook voor de mensen die bang zijn voor een zwart gat uit Geneve:

Hoe lichter een zwart gat, hoe sneller deze oplost door Hawkings-straling (en hoe meer vermogen het dus ook uitstoot).

Een zwart gat met massa zon doet er 2*10⁶⁷ jaar over om met hawkingsstraling op te lossen.

Maar 1 gram duurt slechts 8 x 10^-26 sec.
bron + formule

Een zwart gat van 1kg doet er dus zo'n 2*10^-16 seconde over, en heeft daarnaast zo'n enorm kleine diameter en intrinsieke zwaartekracht dat het de aarde niet kan opeten.

Dat gaat het CERN dan ook echt nooit halen, de aarde is veilig

Edit:
ZEER Interessante aanvulling: hawkings calculator!
Een ton doet er ook maar 8.4*10^-8 seconde over en heeft een radius van 1.48*10^-24m.

Slechts 1sec en een zwart gat van 228 ton is foetsie, met een beginvermogen van maarliefst 6.83*10²¹ watt, verder oplopend gedurende die laatste seconde..

Overigens, dit geldt voor 'laboriatorumomstandigheden', waarbij er geen energie aan het zwarte gat wordt toegevoegd: voor grotere zwarte gaten (al vanaf ongeveer 0.75% van de massa van de aarde), zullen zich voeden met achtergrondstraling en netto blijven groeien (totdat de temperatuur van het universum zakt zot onder de Hawking temperatuur)

[Reactie gewijzigd door AugmentoR op 23 juli 2024 03:08]

[sympa]

Slechts 1sec en een zwart gat van 228 ton is foetsie, met een beginvermogen van maarliefst 6.83*10²¹ watt, verder oplopend gedurende die laatste seconde..

Ik ben toch liever niet in de buurt als er 228 ton massa opgaat in straling. Ik ben liever niet in de buurt van iets wat 6.83*10²¹ watt uitstraalt.

Hmm... de zon produceert kennelijk 4*10²⁶ watt. Dus het is nog geen 'zonnetje in huis', dat zwarte gat. En ik denk niet dat ze bij CERN ooit een ton aan materie in de buizen zullen krijgen.

Ander idee: maak hiervan de nieuwe kernfusiereactor. Voed het miniatuur zwarte gat met een continue stroom massa, die al verdampend door het zwarte gat dan omgezet worden in straling. Maar de buren zullen wel gaan klagen, met een zwarte-gat-gebaseerde kernreactor in de achtertuin

[pmeter]

Uitgaande van ons huidige energieverbruik (inclusief met het vervangen van benzine en aardgas door elektriciteit) kun je dan berekenen na hoeveel jaar de aarde 'op' is, als je almaar massa blijft toevoegen aan je black-hole-reactor ;-)

[Anoniem: 116604]

Nog veel belangrijker: de Aardatmosfeer wordt regelmatig gebombardeerd met kosmische straling met energieën die vér boven datgene liggen wat we in de LHC produceren. En de planeet bestaat nog steeds, en zal dat blijven doen.

[.oisyn]

Een zwart gat met massa zon doet er 2*1067 jaar over om met hawkingsstraling op te lossen.

Behalve dan dat zijn black body radiation veel lager is dan 2,7K, de temperatuur van de CMB, waardoor er altijd meer energie in gaat dan uit komt. Hij zal dus niet verdampen. Het break-even point ligt ongeveer bij zwartegraten met de massa van onze maan. Alleen als ze kleiner zijn dan dat zullen ze verdampen door Hawking radiation (op voorwaarde dat ze verder geen energie opslokken).

[Reactie gewijzigd door .oisyn op 23 juli 2024 03:08]

[kimborntobewild]

Over 2*10^67 jaar is de achtergrondstraling niet meer 2,7K, maar 'veel' lager. Ik denk dat hier integralen bij te pas komen .

[Reactie gewijzigd door kimborntobewild op 23 juli 2024 03:08]

[Rudie_V]

De zwarte gaten waarvoor sommige bang waren die cern zou kunnen maken zijn micro black holes welke meer een quantummechanisch effect zijn dan te vergelijken met de zwarte gaten in de ruimte die onstaan zijn uit de overgebleven energie van ingevallen massa.
https://en.wikipedia.org/wiki/Micro_black_hole

[Znorkus]

Dat slaapt toch lekkerder. Dat visioen van die singulariteit in dat Cerncomplex die groter en zwarter wordt en alles steeds sneller opslorpt kan dus de prullenbak in. Thanks! ;-)

Dus niets kan zwarte gaten ontsnappen, zelfs geen licht, maar wel zwaartekrachtgolven en quantum....straling.

Ik heb dringend een jarenlange opfriscursus nodig. VWO natuurkunde boek 1 bestellen? Wie een tip heeft voor een goede 'from scratch' (online) lesmethode - ik hou me graag per DM aanbevolen ;-)

[Anoniem: 735763]

Een neutronenster heeft al een dichtheid van een paar honderd miljoen ton in een volume van een suikerklontje. Kan je nagaan hoe groot die van een zwart gat is.

Het enige wat ik weet, is dat zwarte gaten ontstaan door zware sterren die hun buitenste lage afstoten (super nova's).

Heb wel eens gelezen dat er ook mini zwarte gaten kunnen ontstaan in een actieve deeltjesversneller (de LHC). Maar dat de kans verwaarloosbaar klein is volgens de wetenschappers.

[Reactie gewijzigd door Anoniem: 735763 op 23 juli 2024 03:08]

[AndrewF]

Als je de aarde samen zou kunnen persen tot een zwart gat, dan zou dat een bol zijn van slechts 8.7mm diameter. [0] Maar het zou nog steeds dezelfde aantrekkingskracht hebben als deze die we nu ondervinden (9.8m/s2).

[0] http://io9.gizmodo.com/59...earth-become-a-black-hole

[Herman_J]

Kleine correctie: de aantrekkingskracht zal alleen hetzelfde blijven als je op ongeveer 6400 km van het centrum blijft (straal van de aarde).
Als je op de erwt gaat staan is de straal veel kleiner en de gravitatiekracht kwadratisch groter volgens: Fg= G*m1*m2/r^2

[Anoniem: 735763]

Precies, omdat alleen de volume verandert en niet de massa.

De Schwarzschildradius van de aarde is 9 mm volgens Wikipedia en die van de zon 3 km. Deze straal wordt gemeten vanuit de singulariteit tot de event horizon.

[majic]

Die 8.7mm (schwarzschildradius toch?) is dat nou het punt waar simpelweg niets meer kan ontsnappen, zelfs licht niet. Of het punt waar een 'fysiek' oppervlak begint?

Ik heb daar altijd moeite mee : Er wordt altijd gesproken over diameters van zwarte gaten, maar eigenlijk heb ik erg weinig gezien / gelezen over wat er ná de schwarzschildradius gebeurt.

Dáár zit voor mij de fascinatie : Dat je het niet kunt zien, oké. Maar er moet een beschrijving zijn van de condities op het fysieke oppervlak van een zwart gat...

[Anoniem: 735763]

De lengte van de Schwarzschildradius wordt bepaald door de totale massa van een hemellichaam. Als een hemellichaam in elkaar stort en zijn originele fysieke radius binnen deze Schwarzschildradius valt, spreekt men van een zwart gat.

Maar omdat een hemellichaam een bepaalde massa moet bezitten, wordt niet iedere ster een zwart gat (zie onze zon).

Deze radius grenst aan de waarnemingshorizon, dit is een gebied waar de ontsnappingssnelheid gelijk is aan de lichtsnelheid (c). De kwantummechanica, of de kwantumzwaartekrachttheorie gaat er dieper op in van wat er achter deze waarnemingshorizon zou gebeuren.

[The Reeferman]

Voor mensen die serieus geïnteresseerd zijn in deze materie kan ik deze presentatie van Nassim Haramein - Crossing the Event Horizon
sterk aanraden. Vooral de eerste 2 1/2 uur.
https://www.youtube.com/w...1&list=PLB92BA86309367C75

Hij heeft een sluitende formule die nauwkeuriger lijkt als die van Einstein. En hij presenteert het ook leuk imo.

[Stijn Weijters]

(offtopic) het laatste stukje over de LHC is waar, hopelijk horen we hier meer over wanneer er in china een 2 a 3 keer grotere collider wordt gebouwd...

[TheekAzzaBreek]

Dat is wat kort door de bocht.

Er zijn theorieën die dat voor mogelijk houden, en die zijn nog niet aantoonbaar onjuist. Aantoonbaar juist ook niet, want niemand weet of micro black holes bestaan, en of en hoe ze waargenomen kunnen worden.

[.oisyn]

Waar we wel zeker van kunnen zijn is dat ze niet kwaad kunnen. De energie van zo'n micro black hole is zo ontzettend laag dat ze binnen een femtoseconde evaporeren, en bovendien zorgt die enorm lage massa er ook voor dat er niets zal worden "opgeslokt" oid. Bovendien, áls ze kunnen ontstaan, dan doen ze dat ook bij de botsingen van kosmische straling met onze atmosfeer. En voor zover ik weet bestaat onze aarde nog steeds, tenzij dit allemaal een droom is geïnduceerd door het effect van het zwarte gat waar we ons werkelijk in bevonden

[born2rule]

dat klinkt nog allemaal niet zo gek, mijn rugpijn wordt spontaan een stuk minder in onze droom

[Stijn Weijters]

daarom moeten we wachten...

[Anoniem: 114278]

"ze zijn lege ruimte": lol

Er is in de hele ruimte zoals wij die kennen niets leeg.

De enige lege ruimte die ik ken vindt ik in mijn portemonnee.

Er wordt feitelijk gesteld dat uit het niets iets zou onstaan, dat is net zo min mogelijk als dat uit iets niets zou ontstaan, complete larie dus.

[Reactie gewijzigd door Anoniem: 114278 op 23 juli 2024 03:08]

[.oisyn]

Er wordt feitelijk gesteld dat uit het niets iets zou onstaan

Dat is ook waar: kwantumfluctuaties maken het mogelijk dat deeltjes zomaar uit het niets ontstaan, en elkaar ook weer annihileren een fractie van een seconde later.

[Infectious]

Hoewel het natuurlijk zo is dat we hier wel het een en ander over weten in de vorm van meetbare effecten (spontaneous emission, casimir effect, vacuum lamb shift) is het wel zo dat het nogal een problematisch concept is; zie https://en.m.wikipedia.org/wiki/Vacuum_catastrophe

[Anoniem: 114278]

als er niet is kan er niets komen

[donderdraak]

Vliegende schotels met anti-zwaartekracht is wat ver weg. Het betekent dat we met het nieuwe vakgebied technieken zullen leren om ruimtetijd te buigen zodat je als het ware surfend voortbeweegt op een golf van ruimte-tijd. Dit zal de illusie kunnen geven dat je zweeft. Het probleem is echter hoe zorg je ervoor dat die bubbel distortie van ruimte-tijd niet in elkaar spat als een waterballon. Er is dus nog een hele lange weg tegaan.

Het bewijs dat er rimpels in ruimte-tijd was is indirect ook waarneembaar bij zwartegaten, maar nu kun je het ook met het blote oog waarnemen. Best wel gaaf.

[FreakGIB]

Volgens mij is er jaren geleden ook een Star Trek the Next Generation aflevering geweest waar ze volgens mij ook een soort van surfend op ruimte tijd voord bewogen
maar kan het miss hebben dat het een ander soort energie was
ik weet wel dat er in veel afleveringen ook wetenschapelijke theorien zeg maar uitgelegd/getoond werden.

[Reactie gewijzigd door FreakGIB op 23 juli 2024 03:08]

[Freee!!]

Maar houd wel in de gaten dat Star Trek (en Star Wars wat dat betreft) behoren tot science fiction. Heel vermakelijk en met een redelijke onderbouwing, maar toch vooral fictie en her en der niet in overeenstemming met de bekende natuurwetten.

[Reactie gewijzigd door Freee!! op 23 juli 2024 03:08]

[CH4OS]

Bij geluid (mits deze een bepaalde frequentie heeft) kan het bijvoorbeeld glas laten breken. Maar wat dan bij een zwaartekrachtsgolf? Een spontane en plaatselijke aanpassing in de aantrekkingskracht of zo?

[Jefrey Lijffijt]

Niet spontaan dus, er is een oorzaak, maar inderdaad hebben ze het gemeten doordat het meetapparaat zelf werd vervormd. Ik weet niet of er daadwerkelijk iets kapot kan door dergelijke 'golven'. Het lijkt mij (pure speculatie) dat een gravitatiegolf ook een temperatuurs of drukverandering teweeg brengt, maar misschien dat een natuurkundige kan uitleggen of dat klopt (wellicht is dat juist niet zo omdat we die concepten juist relatief zijn).

[noobz]

Ik weet er niks van, maar op de presentatie zag je een filmpje waarin de aarde als een soort pudding heen en weer bobbelde.

Ik neem aan, dat als de trillingen sterk genoeg zijn, deze in potentie schade aan zouden richten.

De vraag is of we, in geval van potentiele schade, überhaupt zouden merken dat er wat gebeurd omdat we dan al opgeslokt zouden zijn door het zwarte gat.

[Anoniem: 116604]

Je wordt getroffen door een getijdegolf in ruimtetijd. Oftewel eerst word je in één richting uitgerekt en in een andere er loodrecht op samengeperst. En daarna wisselen rek en contractie van plaats. En dat herhaalt zich een paar keer. Je kunt er hoegenaamd niets tegen doen: het wel kunnen betekent het bezitten van een anti-zwaartekrachtveld/-apparaat/-... .

En inderdaad, als er teveel kracht op je lichaam wordt uitgeoefend, scheuren de getijden je lichaam aan stukken. Ik weet niet op welke afstand je van de net ontdekte zwarte gaten moet zijn geweest voor dat zou gebeuren.

[Jurren]

"Op Antarctica leek het BICEP 2-experiment in 2014 even zwaartekrachtgolven gezien te hebben. Helaas bleek het bewijs van zwaartekrachtsgolven uit het vroege universum te bestaan uit stof op lens van de detector."

Het stof wat de foutieve metingen produceerde was dichtbij, maar niet zo dichtbij. Het zat namelijk niet op de lens maar in onze melkweg.

[letatcest]

Hmm dat is idd een beetje dom... Kijken of ik het via mijn telefoon kan fixen

[Jurren]

Je noemt het nu intergalactische stofdeeltjes maar het waren juist galactische stofdeeltjes ofwel interstellair stof, binnen ons melkwegstelsel om precies te zijn en niet tussen sterrenstelsels dus. Maar dan ben ik wel de mieren aan het plezieren

http://www.nature.com/new...avitational-waves-1.15975

[letatcest]

Nee, dat ben je zeker niet! Zoals altijd: 'even' iets via je telefoon fiksen, leidt vaak tot fouten.. En die laten we het liefst zo min mogelijk bestaan Dus. Aangepast.

[Odious Trident]

Superinteressant. Wat ik mij afvraag, en misschien is het een domme vraag, maar waarom wordt zwaartekracht gezien als een natuurkracht en niet als een aparte dimensie, zoals bv. ruimte-tijd?

[.oisyn]

Je verwart dimensie denk ik met een veld. Een dimensie is een richting waarin je je kunt bewegen. Zo weten we dus van 3 ruimte-dimensies en 1 tijd-dimensie (snaartheorie voorspelt nog wat extra dimensies, die we niet kunnen zien omdat ze opgerold zijn).

Zwaartekracht kun je zien als een veld: het heeft een bepaalde waarde op iedere plek in de ruimte. Net als het elecromagnetische veld. Nou is zwaartekracht iets anders, en is het volgens Einstein direct verbonden met de ruimtetijd zelf. We snappen echter nog niet helemaal hoe het werkt op hele kleine schaal, of hoe alles werkt in zwarte gaten waarin de ruimtetijd in zichzelf gekromd lijkt te zijn.

[miicker]

Ik heb er niet veel verstand van, maar vind het wel enorm interessant!

Het wordt dus omschreven als een ruimte-tijd trilling, Ik heb bijvoorbeeld de film Interstellar gezien, nu weet ik niet hoeveel van de informatie op waarheid berust, maar daar wordt dus in verteld dat wanneer je je "in de buurt" van een zwart gat bevindt, dat 1 uur bijvoorbeeld 1 jaar duurt op aarde (verzonnen voorbeeld). Maar zo'n ruimte-tijd trilling, zorgt er het er dan ook niet voor dat hier op aarde dan 1 seconde net een nano seconde langer of korter duurt dan normaal?

Het zal wel niet, maar kan het nergens terug vinden

[Enyan]

Dat is exact wat er gebeurd, op de plek waar de zwaartekracht golven doorheen gaan is de ruimte en tijd tijdens het passeren vervormd, wat dus zoveel zegt als dat afstanden/tijdsverloop ten opzichte van de rust toestand veranderen.