29 september 2020

Speurtocht van 11 jaar zet theorie over dubbele zwarte gaten op z’n kop

Credit: NASA/CXC/Tsinghua Univ./H. Feng et al.

Een elf jaar durende speurtocht naar laagfrequente zwaartekrachtsgolven heeft tot nu toe niets opgeleverd, zo melden Australische radioastronomen deze week in Science. Dat doet vermoeden dat er iets goed mis is met onze ideeën over dubbele zwarte gaten in de kernen van verre sterrenstelsels.Zwaartekrachtsgolven zijn minieme rimpelingen in de ruimtetijd, die in 1916 zijn voorspeld door Albert Einstein, maar die nog nooit direct zijn waargenomen. Ze ontstaan wanneer grote massa’s sterke versnellingen ondergaan. Relatief hoogfrequente zwaartekrachtsgolven worden bijvoorbeeld geproduceerd (naar men aanneemt) door neutronensterren die in een baan om elkaar heen bewegen, naar binnen spiralen, en uiteindelijk versmelten tot een zwart gat. Zwaartekrachtsgolven met een veel lagere frequentie zouden geproduceerd moeten worden door dubbele superzware zwarte gaten in de kernen van sterrenstelsels.Astronomen verwachten dat er veel sterrenstelsels zijn met zo’n dubbel superzwaar zwart gat in de kern. Sterrenstelsels botsen en versmelten namelijk met elkaar, en uit theoretische modellen volgt dat het heel lang kan duren voordat ook de twee centrale zwarte gaten met elkaar versmelten. Al die tijd draaien de twee superzware zwarte gaten in een (steeds kleiner wordende) baan om elkaar heen, en zouden er zwaartekrachtsgolven opgewekt moeten worden. Met de Parkes-radiotelescoop in Australië hebben de sterrenkundigen elf jaar lang een aantal millisecondepulsars in de gaten gehouden – extreem snel roterende sterren die met de regelmaat van een atoomklok korte radiopulsjes produceren. Door de aankomsttijdstippen van de pulsjes extreem nauwkeurig vast te leggen (tot op enkele miljardsten van een seconde), zou het mogelijk moeten zijn om zwaartekrachtsgolven te detecteren. Die vervormen namelijk de ruimtetijd, zodat de afstanden tot de pulsars met enkele meters variëren, waardoor ook de aankomsttijdstippen van de pulsjes extreem kleine variaties vertonen. Na elf jaar meten concluderen de astronomen nu echter dat hun Pulsar Timing Array tot nu toe geen aanwijzingen heeft opgeleverd voor het bestaan van laagfrequente zwaartekrachtsgolven. Dat betekent dat het aantal dubbele superzware zwarte gaten in het heelal veel kleiner is dan door theoretici wordt voorspeld. Een mogelijke verklaring is dat de twee zwarte gaten van botsende sterrenstelsels wél al na relatief korte tijd versmelten tot één extreem zwaar zwart gat. Overigens is afgelopen maand met aardse detectoren ook een nieuwe speurtocht op touw gezet naar de hoogfrequente zwaartekrachtsgolven van versmeltende neutronensterren. Ook die heeft tot nu toe nog niets opgeleverd. Bron: Astronomie.nl.

Comments

  1. Ik hoeverre zouden zwaartekrachtsgolven beinvloed kunnen worden door de massa, en daarmee het krommen van de ruimtetijd, die aanwezig is in het heelal? Van zowel de normale materie als donkere materie. En speelt de uitdijing ook nog mee?

    • Het lijkt mij inderdaad, als de uitdijing sneller is als de zwaartekrachtgolven,
      deze golven ons nooit zouden kunnen bereiken,, toch??

      Was getekend; een leek 🙂

  2. Dat lijkt mij ook mardi. Maar zwaartekracht zou zich met de lichtsnelheid voortbewegen. Gezien de snelheid van de uitdijing toeneemt met de afstand moet de bron van de zwaartekrachtsgolven wel heel ver weg zijn wil de bron zich met de lichtsnelheid of sneller van ons verwijderen om er daarmee voor te zorgen dat de zwaartekrachtsgolven ons nooit kunnen bereiken.

    Volgens einstein is ruimtetijd dan wel glad, maar er is zoveel massa, van klein zoals bijvoorbeeld interstellair gas tot grote massa’s zoals bijvoorbeeld van sterren tot sterrenstelsels dat de ruimtetijd overal wel wat gekromt is, van heel zwakjes tot heel sterk. En dan hebben we ook nog donkere materie met haar zwaartekracht. De beweging van een zwaartekrachtsgolf zou hier in kleine of tot grotere mate last van kunnen hebben wat het detecteren hiervan lastiger kan maken. Een golf verspreidt zich makkelijker over glad water dan onrustig water. En met de afstand zou de kracht en of frequentie ook af kunnen nemen zodat het heel lastig kan worden om ze hier op aarde waar te kunnen nemen.
    Ook kan ik me voostellen dat een effect zoals frame-dragging, van de aarde of misschien ook nog wel de zon, de zwaartekrachtgolf kan beinvloeden wat waarneming hier op aarde kan bemoeilijken. Misschien gaan zwakke zwaartekrachtsgolven dan wel op in de achtergrond(ruis).

    Ook hier: was getekend een leek. 🙂

    • Zelf een leek die kan lezen, kan beredeneren dat hier geen sprake kan zijn van frame-dragging door Aarde of Zon op enige zwaartekrachtsgolf : de Parkes-radiotelescoop leest nl. geen zwaartekrachtsgolven maar fotonen !

      Groet van uiteraard ook een leek, Paul 🙂
      .

      • Ik heb het niet over dit experiment, maar zwaartekrachtsgolven in het algemeen. 🙂

        Maar om even in te haken op je opmerking… als het pad van de fotonen continue op dezelfde manier beinvloed zou worden door zwaartekrachtsgolven dan ondervind elke radiopulsje dezelfde hinder, zou je dan wel verschil kunnen meten? Of mischien moet je nog nauwkeuriger meten, want enkele meters verschil in een afstand van vele lichtjaren is natuurlijk wel heel klein en hoe groter de afstand tot de pulsar hoe kleiner verschil die enkele meters maakt. Het zou makkelijker zijn als je wisselende zwaartekrachtsgolven op het pad van de fotonen zou hebben in plaats van een ritme..
        En als ik me een ruimtetijd voorstelt met hier en daar puntjes(objecten) die zwaartekrachtsgolven genereren dan kan ik me voorstellen dat er ook interferentie op gaat treden.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: