Wat ik het meest belangwekkend vind, is dat we er een nieuw type waarneming, een nieuw 'zintuig' bij hebben.@TW: Is dat alles wat we/men aan deze ontdekking zullen/zal hebben?
Hoe groot de impact zal zijn is zeer lastig te voorspellen. Ten tijde van de ontdekking van de telescoop door Hans Lippershey kon men ook onmogelijk bevroeden wat de enorme implicaties van het instrument zouden kunnen zijn, om maar een voorbeeld te noemen.
Het valt voor te stellen dat door extreem nauwkeurige waarnemingen aan fuserende neutronensterren of zwarte gaten er meer zicht komt op eventuele rafelranden van de relativiteitstheorie en of kwantummechanica. In deze extreme omgevingen komen beide principes dicht bijeen, terwijl we weten dat ze juist waar het gaat om grote massa's in kleine ruimten op ramkoers liggen.
Mogelijk zullen gecombineerde waarnemingen van zwaartekrachtgolven en elektromagnetische straling, naar analogie van niet alleen kijken maar ook luisteren, ons meer en diepere inzichten geven in de fenomenen van het heelal (zoals het genoemde 'achter' de kosmische achtergrondstraling 'luisteren'.)
Nu we bewezen in staat zijn de fusie van zware massa's te observeren ontwikkelt zich, als de precisie sterk opgevoerd kan worden, waarschijnlijk een hele nieuwe tak van sport in de astrofysica.
Alleen al deze eerste 'simpele' waarneming levert veel op:
- We kenden stellaire zwarte gaten die tot ruwweg 10 zonmassa's wegen, en de miljoenen zonmassa's zware black holes in de centra van sterrenstelsels. Er zijn hier twee zwarte gaten van rond 30 zonmassa's ontdekt. Dergelijke zwarte gaten zouden volgens de theorie moeten kunnen bestaan maar zijn nooit waargenomen, tot nu toe.
- Er werd getheoretiseerd dat zwarte gaten konden samensmelten, maar een dergelijke fusie was nooit waargenomen, tot nu toe.
- Het geobserveerde frequentieverloop, en de 'ringdown' (zeg maar het 'nagalmen' van het gefuseerde black hole) komen precies overeen met de berekeningen ingevolge de Algemene Relativiteit, waarmee de toch al zeer robuuste basis enorm versterkt wordt. Als er al afwijkingen werden verwacht die aanpassingen van de ART zouden kunnen vereisen, dan was het in deze zeer extreme situaties. Daar blijkt hier geen enkele reden toe.
- Nu we ook m.b.v. zwaartekrachtgolven afstanden kunnen berekenen, hebben we er een nieuw instrument bij voor de afstandsbepaling (en daarmee leeftijdsbepaling) in het heelal. Dat is met alleen elektromagnetische straling een ingewikkelde kwestie met de nodige onnauwkeurigheden.
@V.P.:
1. is er iets bekend over de snelheid van de gedetecteerde zwaartekrachtgolven? Is dat lichtsnelheid?
3. kan ik hier ruimtetijd als medium beschouwen voor zwaartekrachtgolven?
4. Is dit wat ze bedoelen met een golf in ruimtetijd zoals met de alcubierre aandrijving wordt bedoeld?
1: Ja. Gravitatiegolven planten zich in de aard van de zaak met de lichtsnelheid voort.
3: De Engelstaligen spreken wel over 'the fabric of space-time'. Een niet tastbare entiteit die gebogen, vervormd, gerimpeld kan worden door massa. Zo bezien kan je de ruimtetijd wel als 'medium' benoemen, maar een medium in materiële zin is het niet.
4: Zo'n hypothetische Alcubierre drive werkt (als dat al kan, het is zeer speculatief) toch anders. Zo'n drive 'surft' niet op deze zwaartekrachtsgolven in de ruimtetijd, maar genereert zelf een krimpende ruimtetijd aan de voorzijde en een expanderende- aan de achterzijde. Hoewel de numerieke oplossingen van Algemene Relativiteit een dergelijke drive niet tegenspreken, wil dat nog niet zeggen dat zo'n aandrijving ook werkelijk gemaakt kan worden. De negatieve (exotische) massa die daarvoor nodig is bestaat mogelijk niet, en het is niet waarschijnlijk dat de er voor benodigde hoeveelheid energie in het heelal aanwezig is. Zie ook: Wikipedia.
@317070:
Wat betreft die 'chirp mass' en de daarvoor geldende vergelijkingen, die heb ik inmiddels gevonden:
Bron: Astrophysic Lectures
Een paar jaar geleden heb ik (helaas weet ik de bron niet meer) de volgende twee vereenvoudigde formules voor het berekenen van de frequentie en de amplitude van zwaartekrachtgolven genoteerd. De formules zouden bruikbaar zijn voor de juiste ordegrootte, en zijn gebruikt voor de gegevens in bericht 3. Hier kunnen we even controleren of deze formules ook bij de gedetecteerde fusie ongeveer correcte resultaten opleveren:
f = c.Rs1/2 / ((√32π2) R3/2)
h = Rs2 / (2 dR)
f = frequentie zwaartekrachtgolf (Hz)
h = amplitude (strain), dimensieloos
Rs= Schwarzschildstraal, m
R = straal omloopbaan, m
d = afstand tot binary, m
c = lichtsnelheid, m/s
Toegepast op deze fusie, waarbij ik de berekening doe bij het raken van beide event horizons, zouden de waarden niet al te zeer mogen afwijken: Massa ongeveer 2 x 30 zonmassa's, Rs is dan (2GM/c2) ~ 90.000 m
√ 32π2 = 17,77
f = 9.1010 / (17,77 * 7,637.107) = 66 Hz
h = 8,1.109 / 5,1.1030 = 1,58.10-21
De gemeten waarden zijn f = 35-250 Hz en h = 1.10-21 en deze vereenvoudigde formules lijken daarmee dus bruikbaar voor een grove indicatie.