Gravitatiegolven

Home Tijdlijnen (forum) Aarde, Natuur Gravitatiegolven

Weergave van 1 genest reactie
  • Auteur
    Berichten
    • #5698
      Anna
      Sleutelbeheerder

      Bron: Zwaartekrachtsgolven laten zien wat voor andere telescopen verborgen blijft | Wetenschap | AD.nl

      Zwaartekrachtsgolven laten zien wat voor andere telescopen verborgen blijft
      De eerste directe waarneming van zwaartekrachtsgolven luidde een nieuw tijdperk in, stelt astrodeeltjesfysicus Gianfranco Bertone. Deze week verscheen zijn nieuwe boek over dit onderwerp.

      Sterren en zwarte gaten zijn te ver weg om eraan te voelen, ruiken of proeven. Je kunt ze niet van de hemel plukken en ermee experimenteren in je lab. De enige manier waarop wetenschappers deze waanzinnig interessante objecten kunnen onderzoeken, is door ernaar te kijken met telescopen. Zij vangen zichtbaar licht en andere vormen van elektromagnetische straling op, zoals radiogolven en gammastraling.

      Met de ontdekking van zwaartekrachtsgolven in 2016 kwam daar een nieuwe onderzoeksmethode bij. ,,Dankzij detectoren die zwaartekrachtsgolven meten, kunnen we nu ook de trillingen in de ruimtetijd ervaren die bijvoorbeeld samensmeltende zwarte gaten veroorzaken’’, zegt astrodeeltjesfysicus Gianfranco Bertone van het Amsterdamse onderzoeksinstituut GRAPPA. ,,De ontdekking is schitterend. Zwaartekrachtsgolven kunnen ons helpen om meer te leren over fundamentele fysica, zoals de zwaartekracht en de mysterieuze donkere materie en donkere energie. Ze zijn het begin van een nieuw wetenschappelijk avontuur in de natuurkunde en astronomie dat decennia zal duren.’’

      Hoe kwam de eerste meting van deze golven tot stand?
      ,,In de jaren 60 dachten de meeste natuurkundigen dat zwaartekrachtsgolven een theoretische curiositeit waren die we nooit zouden kunnen meten. Maar volgens een paar mensen, onder wie de latere Nobelprijswinnaar Kip Thorne, moesten zwaartekrachtsgolven bestaan. Zij hadden het gekke idee dat het mogelijk zou zijn om die te kunnen meten met een precisie van een duizendste van de grootte van de kern van een waterstofatoom. Dat is waanzinnig! Wie zou in zo’n idee geloven? Toch gingen deze onderzoekers door. Ze dachten ook dat het mogelijk is om meer te weten te komen over de gebeurtenissen waarbij deze golven ontstaan, zoals het samensmelten van zwarte gaten. En ze kregen gelijk.’’
      Waarom vormde de detectie van zwaartekrachtsgolven volgens u het begin van een nieuw tijdperk?
      ,,Hiervoor kun je het best kijken naar de geschiedenis van de astronomie. Duizenden jaren keken we met het blote oog naar de hemel. Met de uitvinding van de telescoop, waarmee we hetzelfde zichtbare licht kunnen zien als met het blote oog, kijken we sinds het begin van de zeventiende eeuw steeds dieper het heelal in. De afgelopen eeuw kwam daar de zogeheten multiwavelength-astronomie bij, waarbij we de ‘kleuren’ van het universum leerden kennen die je met het blote oog niet kunt zien, zoals infrarood-, radio- en röntgenstraling. Tot 2016 bestond astronomie grotendeels uit het observeren van deze verschillende kleuren. Met de detectie van zwaartekrachtsgolven beschikken we over een aanvullend zintuig. We kunnen het universum nu ook ervaren door het golven van de ruimtetijd.’’

      © Thijs Unger

      Wat levert dat zintuig ons op?
      ,,We kunnen gebeurtenissen observeren die voor andere telescopen verborgen blijven, zoals het samensmelten van zwarte gaten. Ook kunnen we gebeurtenissen, zoals het samensmelten van supercompacte sterren, zogeheten neutronensterren, nu op verschillende manieren waarnemen. Met behulp van zwaartekrachtsgolven én met allerlei ‘kleuren’ licht, zoals infrarood- en röntgenstraling. Licht en zwaartekrachtsgolven leveren ons twee verschillende soorten informatie over een gebeurtenis. Op die manier kunnen we meer te weten komen over het universum.’’

      Wat zijn op dit moment de grote mysteries van de moderne fysica?
      ,,Bovenaan dat lijstje zou ik donkere materie, donkere energie en de zogeheten inflatie zetten. Het bestaan van donkere materie die geen licht uitstraalt en die we dus niet kunnen zien, wordt afgeleid uit de waargenomen werking van zwaartekracht. Donkere energie wordt gezien als een verklaring voor de versnelde uitdijing van het heelal, en inflatie is de theorie dat het heelal meteen na de oerknal heel kort exponentieel groter werd. Alle drie zijn het pijlers van een standaardtheorie van de kosmologie. Die theorie verklaart al onze observaties, maar we hebben geen idee wat de ware aard is van donkere materie, donkere energie en inflatie. Om een beter inzicht te krijgen lijkt het belangrijk om het oneindig grote, het hele universum, te verbinden met het oneindig kleine, de microscopische wereld van de deeltjesfysica. We willen verbanden leggen tussen wat er op de grootste en de kleinste schaal gebeurt in het universum’’ verder lezen:  Zwaartekrachtsgolven laten zien wat voor andere telescopen verborgen blijft | Wetenschap | AD.nl

      TED Talk  Gianfranco Bertone: A journey between infinitely small and infinitely big | Gianfranco Bertone | TEDxLakeComo | TED Talk

      Meer over de botsing van twee zwarte gaten, gedetecteerd door de meting van gravitatiegolven Kijk https://www.kijkmagazine.nl/space/gravitatiegolven-reusachtige-zwarte-gaten/

    • #6583
      Anna
      Sleutelbeheerder

      “Tsunami” aan zwartekrachtsgolven gedetekteerd (door Vivian Lammerse)

      Onderzoekers hebben maar liefst 35 signalen opgepikt, waaronder twee hele bijzondere.

      De befaamde natuurkundige Albert Einstein voorspelde het bestaan van zwaartekrachtsgolven (zie kader) een slordige 100 jaar geleden al. Maar pas in 2015 werden de eerste ontdekt. In dat jaar werden zwaartekrachtsgolven gedetecteerd die het resultaat waren van twee samensmeltende zwarte gaten. Sindsdien is het hard gegaan; zo zijn er ondertussen tientallen signalen opgepikt. En daar komen er nu wéér een aantal bij. Want in een nieuwe studie kondigen onderzoekers aan dat ze maar liefst 35 nieuwe zwaartekrachtsgolven hebben gedetecteerd

      Meer over zwaartekrachtsgolven
      Zwaartekrachtsgolven zijn rimpelingen in de ruimtetijd die ontstaan wanneer twee zware objecten zeer dicht om elkaar heen draaien of fuseren. Einstein voorspelde het bestaan van zwaartekrachtsgolven al aan het begin van de twintigste eeuw. Maar pas in 2015 slaagden onderzoekers erin om ze daadwerkelijk te detecteren. In de loop van 2016 en 2017 wordt nog enkele malen een verstoring in het zwaartekrachtsveld gedetecteerd die het gevolg is van fuserende zwarte gaten. Eind oktober 2017 spotten onderzoekers vervolgens zwaartekrachtsgolven die ontstaan zijn door het fuseren van twee neutronensterren. En dit jaar zijn er voor het eerst ook zwaartekrachtsgolven van een botsend zwart gat én een neutronenster opgepikt.

      De onderzoekers hebben de tsunami aan gedetecteerde zwaartekrachtsgolven goed onder de loep genomen. Want wat lag er precies aan deze rimpelingen in ruimtetijd ten grondslag? De onderzoekers komen tot de ontdekking dat 33 signalen waarschijnlijk voortvloeiden uit samensmeltingen van zwarte gaten in verschillende vormen en maten.

      Black holes of all shapes and sizes: https://www.youtube.com/watch?v=zETgav4Jzgk

      Zwaartekrachtsgolven voortgekomen uit fuserende zwarte gaten in verschillende vormen en maten.

      Maar, de overige twee detecties zijn nóg een tikkie bijzonderder.

      Samensmelting zwart gat en neutronenster
      Volgens de onderzoekers is één van de overige twee gedetecteerde zwaartekrachtsgolven vermoedelijk voortgekomen uit een botsing tussen een zwarte gat en een neutronenster: een veel zeldzamere gebeurtenis. Het zwarte gat was behoorlijk massief (van ongeveer 33 keer de massa van onze zon) en botste mogelijk met een neutronenster met een zeer lage massa (ongeveer 1,17 keer de massa van onze zon). En dat is bijzonder. Want deze neutronenster heeft één van de laagste massa’s ooit gedetecteerd. “Ons begrip van fusies tussen objecten met een lagere massa, was vaag,” zegt onderzoeker Zoheyr Doctor. “Maar nu we harde detecties hebben, beginnen we die onderkant van het massaspectrum ook in te vullen.”

      In het laatste geval botste een zwart gat (met een massa van ongeveer 24 keer de massa van onze zon) met óf een heel licht zwart gat, óf een zeer zware neutronenster van ongeveer 2,8 keer de massa van onze zon. Wetenschappers vermoeden dat het hoogstwaarschijnlijk om een zwart gat gaat, maar helemaal zeker weten ze het niet.

      Toenemende detecties
      Met de nieuwe detecties meegerekend, hebben onderzoekers nu in totaal 90 zwaartekrachtsgolven gedetecteerd. Dat onderzoekers de laatste jaren steeds vaker op zwaartekrachtsgolven stuiten, is overigens goed te verklaren. De golven die de aarde bereiken zijn nauwelijks waarneembaar, waardoor het in het begin heel lastig was om ze aan het licht te brengen. Maar ondertussen worden de instrumenten waar wetenschappers ze mee kunnen oppikken, steeds beter. Het betekent dat wetenschappers dergelijke trillingen van het universum nu soms zelfs meerdere keren per dag detecteren.

      “Naarmate ons internationale netwerk van interferometers gevoeliger wordt en langer observeert, detecteren we meer zwaartekrachtsgolven,” zegt Doctor. “Van deze zeer korte, zwakke signalen kunnen we veel leren. We beginnen zeldzamere gebeurtenissen te zien en de diversiteit van fusies tussen zwarte gaten en neutronensterren te ontsluiten. Uiteindelijk willen we weten hoe deze exotische objecten ontstaan ​​en met elkaar in botsing komen. En de nieuwe detecties zullen ons daarbij helpen.”

      Diversiteit
      Naarmate er meer detecties worden toegevoegd aan de catalogus van zwaartekrachtgolven, leren onderzoekers dus steeds meer over deze bijzondere kosmische verschijnselen. En dat betekent dat we eigenlijk nu pas de prachtige diversiteit van zwarte gaten en neutronensterren beginnen te zien. De nieuwe detecties bewijzen dat ze in vele maten en combinaties verkrijgbaar zijn. Door de massa’s van de samensmeltende objecten te berekenen, kunnen astrofysici vervolgens beter begrijpen hoe sterren leven en sterven én waardoor ze precies bij hun dood instorten in zwarte gaten of neutronensterren. Uiteindelijk hopen de onderzoekers te ontrafelen hoe sterren – de bouwstenen van ons universum – evolueren.

      De LIGO-observatorium en zwaartekrachtsdetector Virgo ondergaan momenteel belangrijke updates. Hierdoor worden de krachtige detectoren klaargestoomd voor een nieuwe reeks zoektochten naar zwaartekrachtsgolven die naar verwachting eind 2022 start. En het belooft een enerverende jacht te worden. “Onze verbeterde detectoren zullen stillere signalen kunnen opvangen, waaronder die van zwarte gaten en neutronensterren die op nog grotere afstand en miljarden jaren geleden versmolten,” zegt onderzoeker Maya Fishbach. “Ik kan niet wachten om te ontdekken wat er nog meer allemaal is.”

      Bron: https://scientias.nl/tsunami-aan-zwaartekrachtsgolven-gedetecteerd/

Weergave van 1 genest reactie
  • Je moet ingelogd zijn om een reactie op dit onderwerp te kunnen geven.

Home Tijdlijnen (forum) Aarde, Natuur Gravitatiegolven