1 maart 2021

Een schitterende visualisatie van de vijftig gedetecteerde zwaartekrachtgolven

Credit: Data from Cardiff University Gravitational Exploration Institute

In navolging van de publicatie van de catalogus met de vijftig door LIGO en Virgo gedetecteerde zwaartekrachtgolven – oktober vorig jaar gebeurde dat – is er nu een schitterende visualisatie verschenen van die vijftig zwaartekrachtgolven. Hij is ontwikkeld door het Cardiff University Gravitational Exploration Institute en je komt er door op bovenstaande afbeelding te klikken (ik krijg ‘m helaas niet embedded). Alle zwaartekrachtgolven zijn veroorzaakt door twee extreem compacte zware objecten die op elkaar botsen en één nieuw object vormen – in bijna alle gevallen zwarte gaten, af en toe neutronensterren. Op de x-as van het linkerscherm zie je de massa van het zwaarste object (primary mass), op de y-as die van het lichtste object (secondary mass). Op alle stippen, die voorzien zijn van balken met de marges van de metingen, kun je klikken en dan zie je rechts alle details van de veroorzakers van de zwaartekrachtgolf. Simpeler kan het niet. Bron: Phys.org.

Comments

  1. Na jaren, bevat ik een beetje van zo’n grafische uitbeelding.
    Voorheen stopte voor mij vaak het college als een hoogleraar er na de pauze mee aan kwam.
    Mij gaf dat een opdracht, omdat ik mij realiseerde dat niet alleen ik er niets aan had.

    En zodoende bestaan mijn lezingen uit heel veel zeker beter visualiseerbare beelden.
    Dit is zeker een hele klus, omdat in de formaatleer weinig tot niets op internet is te vinden.
    Getallen zeggen niets, een goede analogie is iets waard, toch een bijna tastbaar beeld is als duizenden woorden.
    Uiteindelijk er zijn, er in staan is alles zeggend.
    Niemand begrijpt hoe suiker smaakt, tot men het in de mond heeft.

  2. Gezien de preferentie naar 30º – 45 º lijkt het erop dat ze voor de klap eerst hun massa uitwisselen van groot naar klein, het kan toch geen toeval zijn dat er nauwelijks hele kleintjes met grote samensmelten? Of zou er nog wat evolutie achter zitten waarom ze altijd van bijna hetzelfde caliber zijn?

    • Nico, hoe zie je dat voor je?

      Uit een Zwartgat kan niks komen, zelfs licht kan niet ontsnappen.
      Als de botsing oneindig lang wordt uitgesteld, zou de lichtste van beiden via Hawkingstraling kunnen verdampen en evt. door de zwaarste (van beiden) worden ingevangen… maar toch niet andersom?
      (En het duurt niet oneindig lang…)

      Mij lijkt het eerder dat bij grotere massa verschillen er een soort ‘uitdoving’ van het meetbare effect is.
      Zoals er bv als twee auto’s frontaal op elkaar botsen de beide wagens stil komen te staan. Maar als de ene auto wordt vervangen door een insect, dan rijdt die andere auto door alsof er niks gebeurd is. Het insect is uiteraard wel plat.

      Uiteraard valt er in Zwarte gaten aan de lopende band materie van atomen (of nog kleinere elementaire deeltjes) tot complete zonnen. Maar niet alles geeft een (ver-)storing in het zwaartekrachtveld met zwaartekrachtsgolven tot gevolg.

      Ik weet het ook niet. 😉

      Groet, Paul

      • @Paul, ff googelen op “can binary black holes exchange mass” en voila : https://arxiv.org/abs/1612.02373, helaas niet peer reviewed, dus met de bekende korrel zout.
        Uiteraard krijg je ook een enorm aantal hits op mars en maanmannetjes, maar toch…
        Mijn mening: Bij samensmelten van 2 BH is de som van de massa minder dan de oorspronkelijke massa´s omdat er een deel van de massa “verdampt” in de vorm van gravitatie golven, dat staat vast. Het is dus m.i. mogelijk dat 2 BH tijdens hun eindeloze omcirkelingen d.m.v. gravitatiegolven (getijden?) hun massa uitwisselen totdat ze nagenoeg even groot zijn. In dat geval moeten gravitatiegolven reversibel zijn en weer kunnen materialiseren. Het feit dat hier op aarde de metertjes uitslaan zie ik als bewijs hiervan, maar het blijft natuurlijk een mening van een leek.

        • Intrigerend idee! Maar ART beschrijft dit niet zo. De energie voor de golven komt niet uit de gaten zelf maar uit hun beweging om elkaar. De energie wordt weggevoerd en niet geabsorbeerd, wat het verval in die baan mogelijk maakt, oftewel de “in-spiral”. Was dit anders, dan was dat zichtbaar.

          Dat artikel gaat bovendien over materieschijven, een kleine fractie van de totale massa. Aan de zwarte gaten zelf wordt zo geen massa ontrokken. De studie focust zich bovendien op systemen die al vergelijkbaar zijn in massa.

          Dat het merendeel van deze detecties qua massa vergelijkbaar lijken, is volgens mij eerder een gevolg van de gevoeligheid van de detectors (let bovendien op de nog vrij ruime foutmarges). De mergers met de grootste amplitudes worden het makkelijkst gezien. Als een van de objecten veel zwaarder is dan de ander, is de beweging van dat zware object rond het zwaartepunt minder dan bij objecten van vergelijkbare massa. Jupiter bijv. is zwaar genoeg om het gemeenschappelijk zwaartepunt met de zon buiten de zon te hebben. Jupiter dwingt de zon zo tot meer beweging dan de aarde dat bij de zon doet, en dat produceert krachtigere golven.

          Er is ook een bovengrens aan de massa die gedetecteerd kan worden. Ik weet die grens niet meer, maar grotere massa’s produceren golven met lagere frequenties en daarvoor zijn meen ik grotere detectors nodig. Stel dat de grens 100 zonsmassa’s is, wat veel te klein is maar het illustreert het idee, dan is het bereik waarin objecten duidelijk in massa verschillen natuurlijk niet zo groot als bij een grens van 500.

          tl;dr
          Met betere detectors (LISA?) kan deze trend verdwijnen.

      • Ja ik weet het nog.
        Ik argumenteerde dat ook, de situatie bij een botsing tussen twee objecten.
        Dat het massa volste object toch niets langzamer en zeker niet stil zou staan tijdens de botsing.
        Toch mijn docent wist mij uitteleggen dat er bij alle botsingen stilstand momenten zijn.
        Ik gebruikte ten tijden het voorbeeld van een trein en een kiezelsteen door mij zelf geworpen.
        In mijn start bevindingen had de trein geen enkele hinder van de geworpen steen.
        Maar toen mij gevraagd werd of er nu wel of niet een minuscule deuk zou kunnen zijn ontstaan in het voertuig daar waar de steen afketste.
        Kon ik mij voorstellen dat dit mogelijk wel zo zou zijn.
        Daarop vertelde mijn docent kijk “En dat was het moment waarop de trein even stil stond bij de botsing met de kiezelsteen”!
        En verdorie ik begreep het.
        Dus welminstens brengen ontmoetingen tussen massa’s altijd bijzondere situaties met zich mee en is niets totaal oppermachtig over het ander.

    • Dick Mesland zegt

      Goeie vraag!
      Met evolutie heb je vast een gedachte?

  3. Arie,

    Het feit dat we zwaartekrachtsgolven kunnen meten, betekent dat nu ook automatisch dat er Gravitonen zijn (ook al kunnen wij die nog niet detecteren) ? Of zijn er ook alternatieve opties?

    Groet, Paul

Speak Your Mind

*

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

%d bloggers liken dit: