9 februari 2012

Artikelen Reacties

Je bent hier: Home / Archief voor zwaartekrachtsgolven

Geen resultaat bij speurtocht zwaartekrachtsgolven

22 februari 2011 Door Reageer

zwaartekrachtsgolven, gegenereerd door naar elkaar toe bewegende zwarte gaten

Er zijn maar liefst 722 (!) wetenschappers aan te pas gekomen om één artikel te schrijven, waarin de resultaten bekend zijn gemaakt van de speurtocht naar zwaartekrachts- of gravitatiegolven. De uitkomst is dat na twee jaar intensief speuren tussen november 2005 en september 2007 met behulp van LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) men géén zwaartekrachtsgolven heeft gedetecteerd. Die golven – bijna honderd jaar geleden al voorspeld door Albert Einstein – zouden rimpels in de ruimtetijd zijn, welke veroorzaakt worden door extreme gebeurtenissen zoals botsende zwarte gaten. Uit het feit dat men met LIGO geen zwaartekrachtsgolven heeft waargenomen hebben de wetenschappers à la Cruyff (‘ieder nadeel heeft z’n voordeel’) een bovenlimiet kunnen stellen aan de hoeveelheid botsingen tussen zwarte gaten. Met LIGO keek men naar zwaartekrachtgolven die afkomstig waren van dubbele zwarte gaten, met massabereik 1-99 zonnemassa voor de afzonderlijke componenten en een totale massa van 25-100 zonmassa. Uit het niet zien van zwaartekrachtsgolven kon men afleiden dat niet meer dan twee zwarte gaten tussen 19 en 28 zonmassa en met een verwaarloosbare spin per kubieke megaparsec per miljard jaar met elkaar botsen, met een waarschijnlijkheid van 90%. Dat men geen zwaartekrachtsgolven heeft gezien betekent niet dat ze niet bestaan. Sterker nog, indirect zijn ze al aangetoond, met behulp van pulsars. Eerst in 1974 door waarnemingen aan de pulsar PSR B1913+16 en daarna met behulp van de enige dubbele pulsar die bekend is: PSR J0737-3039A/B in het sterrenbeeld Grote Hond (Canis Major), 2.000 lichtjaar van ons verwijderd1. Bron: Cosmic Variance.

Noot:
  1. In 2005 werd PSR J0737-3039A/B  gebruikt om de Algemene Relativiteitstheorie (1915) van Albert Einstein te testen door te meten welk effect het ronddraaien van de beide pulsars op elkaar had door het uitzenden van zwaartekrachtsgolven. Resultaat daarvan bleek te zijn dat de pulsars iedere dag 7 millimeter dichter bij elkaar komen! Op basis van de huidige onderlinge afstand heeft men berekend dat de pulsars over 85 miljoen jaar zullen samensmelten. [↩]
Onderwerp: neutronensterren/pulsars, relativiteitstheorie/QM Tags: ,

Onregelmatigheden in rotatie pulsars verklaard

26 juni 2010 Door Reageer

Voorbeeld van een pulsar, de Velapulsar

Pulsars zijn zeer snel rondraaiende neutronensterren, die in twee nauwe bundels hoogenergetische straling de ruimte in zenden. In 1967 werd met de 76-meter Lovell radiotelescoop van het Jodrell Bank Observatorium in Engeland de eerste pulsar ontdekt. Sinds die tijd weet men dat pulsars zeer snel, maar ook stabiel roteren, variërend van enkele milliseconden tot seconden. Toch zijn er twee redenen waarom pulsars tot voor kort niet als betrouwbare kosmische klokken konden worden gebruikt. De eerste is dat de rotatiesnelheid langzaam afneemt, al is de afnamesnelheid goed te meten. Maar de tweede is lastiger: er komen in de rotatie af en toe onregelmatigheden voor, hikjes. Die onregelmatigheden waren nooit goed te verklaren, totdat onlangs een team van sterrenkundigen onder leiding van Andrew Lyne (Universiteit van Manchester) de oplossing vond. Met dezelfde Lovell telescoop als waarmee ze ontdekt werden nam men pulsars waar en uit die waarnemingen kon men afleiden dat de onregelmatigheden ontstaan doordat er niet één maar twee door elkaar lopende afnames van de rotatiesnelheid zijn. Soms volgt de pulsar de ene vertraging en soms volgt ‘ie abrupt de andere vertraging, hetgeen de hikjes oplevert. Lyne en z’n team wisten uit de vorm van de stralingspulsen de overgang van de ene naar de andere vertraging te voorspellen en zodoende de rotatiesnelheid te corrigeren. Op deze wijze kunnen pulsars dienen als zeer betrouwbare kosmische tijdsbakens. Eén van de mogelijkheden die zich met die bakens voordoet is dat ze gebruikt kunnen worden om zwaartekrachtsgolven te ontdekken, de rimpels in de ruimtetijd die Einstein in 1916 voorspelde en die veroorzaakt worden door extreme gebeurtenissen zoals botsende zwarte gaten. Een paar pulsars die vanaf Aarde scherp in de gaten gehouden worden zouden zo’n zwaartekrachtsgolf ‘verraden’ door een onregelmatigheid in hun periodiciteit. Aha, weer een onregelmatigheid, maar dan van een héél andere soort. :bron: Bron: Science & Technology Facilities Council.

Onderwerp: neutronensterren/pulsars, relativiteitstheorie/QM Tags: , ,

De zoektocht naar primordiale zwaartekrachtsgolven

23 mei 2010 Door Reageer

De zwaartekrachtsgolven in de CMB

Albert Einstein voorspelde in 1916 op grond van zijn Algemene Relativiteitstheorie (ART) dat zwaartekrachtsgolven kunnen bestaan, rimpels in de ruimtetijd die ontstaan door de gravitationele werking van grote massa’s. Er zouden twee varianten van de zwaartekrachtsgolven zijn: de primordiale zwaartekrachtgolven, stammend uit de allereerste fase van de oerknal, waarmee 13,75 miljard jaar geleden het heelal ontstond, en ‘stellaire’ zwaartekrachtsgolven, die ontstaan door bijvoorbeeld botsende zwarte gaten. In een recent artikel in het vakblad Science beschrijven Lawrence Krauss (Arizona State University) en enkele collegae de mogelijkheid om die primordiale zwaartekrachtsgolven te ontdekken. Dat zou kunnen door te kijken naar de polarisatie in de kosmische microgolf-achtergrondstraling (CMB1 ), het tot een temperatuur van 2,7 K afgekoelde restant van de hete oerknal. In de straling was eerder al door de WMAP-satelliet polarisatie ontdekt, de zogenaamde E-mode polarisatie, maar die ontstond 380.000 jaar ná de oerknal en heeft geen relatie met de zwaartekrachtsgolven. Wàt de kosmologen zoeken is de B-mode polarisatie, die anders van vorm is dan de E-mode polarisatie en die in theorie door de opvolger van de WMAP, de vorig jaar mei gelanceerde Europese Planck-satelliet, waargenomen kan worden. Krauss denkt dat in de vroegste fase van het heelal twee processen primordiale zwaartekrachtsgolven veroorzaakt kunnen hebben: de inflatie van het heelal en de fase-overgangen die toen plaatsvonden. In de afbeelding zien we de gemeten temperatuursvariatie en de E-mode polarisatie in de CMB én de berekende, maar nog niet waargenomen, B-mode polarisatie. Over enkele maanden is Planck klaar met z’n onderzoek aan de CMB. Kijken of ‘ie inderdaad de primordiale zwaartekrachtsgolven kan zien en àls dat gebeurt of Planck het eerste apparaat is dat de Nobelprijs voor de Natuurkunde krijgt. Bron: Science Daily.

Noot:
  1. De Cosmic Microwave Background. [↩]
Onderwerp: kosmologie, oerknal, relativiteitstheorie/QM Tags: , , ,

Zoeken naar golven van de oerknal op Antartica

16 februari 2009 Door 10 Reacties

De South Pole Telescope

De South Pole Telescope mét poollicht

Koning-in-opleiding Willem-Alexander en z’n gemalin Maxima zijn een week geleden naar de Zuidpool afgereisd, om daar onder het toeziend oog van Minister Plasterk van Onderwijs door een gat in het ijs te kruipen en ergens onderin een ijsgrot leuke dingen naar elkaar te roepen. Wat ze niet bezocht hebben, hetgeen veel leuker zou zijn geweest, is de zogenaamde South Pole Telescope (SPT), een schotel die tien meter in diameter is en die bestaat uit een serie kleinere spiegels die geen zichtbaar licht ontvangen, maar straling in het (sub-)millimetergebied1 van het spectrum. Op de SPT heeft men onlangs een polarimeter geïnstalleerd, een instrument dat de kosmologen in staat moet stellen om direct waarnemingen te doen aan de oerknal die 13,7 miljard jaar geleden plaatsvond. Over die oerknal heb ik hier vaak geschreven en hèt model dat men daarbij hanteert is het uit 1979 daterende inflatiemodel. Die zegt dat gedurende de allereerste momenten het heelal een zéér snelle expansie meemaakte, die aangedreven werd door een energieveld genaamd inflaton. Toen de inflatieperiode voorbij was ging de vacuümenergie over in massa en straling en kregen we de ‘gewone’ expansie van het heelal. De inflatieperiode had twee gevolgen: de ene zijn grootschalige variaties in de dichtheid, een gevolg die we overal om ons heen zien in de vorm van sterrenstelsels en clusters daarvan. Dat gevolg kennen we dus al een poosje. Maar het andere gevolg, zwaartekrachtsgolven die rechtsstreeks in de inflatieperiode ontstaan zijn, kennen we nog niet. Lees: hebben we nog niet direct waargenomen. Zwaartekrachtsgolven moet je zien als golven in de structuur van de ruimtetijd zelf, welke voorspeld worden door Einstein’s Algemene relativiteitstheorie. Al jaren worden zwaartekrachtsgolven gezocht, onder andere die welke ontstaan door botsingen van neutronensterren of zwarte gaten. Maar dat zijn slects rimpeltjes vergeleken bij de ‘primordiale zwaartekrachtsgolven’, die 13,7 miljard jaar geleden onstonden. De calorimeter zou gevoelig genoeg moeten zijn om deze golven te detecteren. Om een indruk te krijgen van die verstoringen in de ruimtetijd moet je deze figuur maar even bekijken. Dat soort verstoringen probeert men in de bittere ijskou van de Zuidpool waar te nemen. Toevallig besteedde het NOS-Journaal gisteren (of eergisteren, daar wil ik even van afwezen) aandacht aan de Nederlandse wetenschapper Erik Verhagen, die meedoet aan een ander project op de Zuidpool, Icecube. “Het is op het ogenblik rond -40 °C, en de temperatuur zakt elke dag verder naar beneden”, schreef Verhagen op z’n blog. Arme wetenschappers daar op de Zuidpool! Bron: Universe Today.

Noot:
  1. Da’s tussen microgolf en infrarood in. [↩]
Onderwerp: kosmologie, oerknal Tags: , ,

LIGO gevoeliger door financiële impuls

10 april 2008 Door 5 Reacties

Met de advanced LIGO willen ze zwaartekrachtsgolven detecterenGoh, da’s ook toevallig. Kom ik gisteren met het bericht dat ze er in geslaagd zijn om de botsing van maar liefst drie zwarte gaten na te bootsen en dat ze de zwaartekrachtsgolven die daarbij ontstaan willen detecteren met het instrument LIGO, wordt diezelfde dag bekendgemaakt dat LIGO voor een bedrag van maar liefst $ 205 miljoen mag uitbreiden. LIGO staat voor Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory en haar voornaamste doel is het waarnemen van zwaartekrachtsgolven, die in 1916 door Einstein werden voorspeld.  LIGO bestaat in feite uit twee haaks op elkaar staande buizen van vier kilometer lang, waarin laserlicht tussen spiegels heen en weer gaat. Er zijn twee van dergelijke detectoren, eentje in Livingston en de ander in Hanford (beiden VS). Als er een zwaartekrachtsgolf zou passeren, bijvoorbeeld eentje die ontstaan is door een botsing van drie superzware zwarte gaten, dan zou dat te merken zijn aan de aankomsttijd van het laserlicht in het brandpunt van de twee buizen. Die zou dan namelijk voor Livingston anders moeten zijn dan voor Hanford. Sinds 2002 probeert men op die wijze de zwaartekrachtsgolven waar te nemen, maar tot nu toe zonder succes. Vandaar dat ze aankwamen met het Advanced LIGO Project en het National Science Foundation werd bereid gevonden het noodzakelijke bedrag uit de broekzak te halen. De gevoeligheid van LIGO moet door nieuwe instrumenten zo’n tien keer groter worden. Het deel van het heelal dat LIGO kan ‘zien’ wordt zelfs nog groter: duizend keer (zie de twee ovalen in de figuur hierboven)! 8-O Afijn, LIGO krijgt een flinke boost. Nou nog de resultaten. Bron: Space.com.

Onderwerp: relativiteitstheorie/QM Tags: ,

Switch to our mobile site