5 april 2020

Produceren aarde en zon ook zwaartekrachtsgolven?

Credit: NASA

We weten dat zwaartekrachtsgolven bestaan en dat hebben we te danken aan twee soorten geleverde bewijzen:

Eventjes hadden we in 2014 nog het idee dat er een derde bewijs was, namelijk toen de BICEP2 detector primordiale zwaartekrachtsgolven, afkomstig vanuit de vroegste momenten van de oerknal 13,8 miljard jaar terug in de tijd, leek te hebben ontdekt. Maar een half jaartje later bleek dat niet het geval te zijn, toen de Planck sonde liet zien dat het ging om signalen die door stof in onze eigen Melkweg waren ontstaan.

Illustratie van de versmelting van twee zwarte gaten. Zo ontstonden de zwaartekrachtsgolven van GW150914. Credit: AAP/Supplied by the Australian National University

Afijn, we hebben twee bewijzen voor het bestaan van zwaartekrachtsgolven en die hebben beiden te maken met extreme objecten, in het ene geval een extreem compacte pulsar (een zonsmassa gepropt in een bolletje van pakweg 15 km doorsnede), in het andere geval twee samensmeltende zwarte gaten. Produceren alleen dat soort extreme objecten zwaartekrachtsgolven? Nee hoor, hoeft helemaal niet. Zoals Albert Einstein honderd jaar geleden al voorspelde ontstaan zwaartekrachtsgolven door een (impuls)-beweging van een hemellichaam, doordat de gekromde ruimte verandert rondom het bewegende hemellichaam. Dat zijn dus ook bijvoorbeeld de zon en de aarde, die beiden in één jaar om een gemeenschappelijk zwaartepunt draaien, een punt dat 449 km van het centrum van de zon afligt. De hoeveelheid zwaartekrachtsgolven is echter zeer gering, omgerekend nog geen 200 Watt als je ‘t in vermogen om zou zetten, een flinke gloeilamp dus. Door dit verlies aan energie komt de aarde telkens iets dichter bij de zon, te weten de afstand van de diameter van een proton, ongeveer 1,7 femtometer per dag. Daar staat tegenover dat de zon per seconde 5 miljoen ton aan massa uitstraalt en daardoor steeds lichter wordt. Dát zorgt ervoor dat de aarde per jaar 1,6 cm van de zon weg gaat, een groter effect dan het verlies door de zwaartekrachtsgolven.

Kan de LIGO detector ook zwaartekrachtsgolven van de zon en aarde detecteren? Credit: LIGO/Virgo

Vervolgvraag is of de natuurkundigen die zwaartekrachtsgolven van aarde en zon kunnen detecteren, net zoals ze de zwaartekrachtsgolven van PSR B1913+16 en GW150914 hebben gedetecteerd? Ja in theorie zou het kunnen, in de praktijk zijn de golven veel te zwak. De amplitude van GW150914 ging van 10^-22 naar 10^−21 in 0,2 seconden, dat is het groter of kleiner worden van de ruimte (de ruimte vibreerde eventjes met een amplitude van 1 deel op 10^21 delen). De amplitude van zon en aarde is 10^-25, veel te klein om detecteerbaar te zijn. Bron: Koberlein + Wiki.

Speak Your Mind

*

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