Kirjoittaja Aihe: Fysiikan ennätysnopea Nobel gravitaatioaalloista  (Luettu 266 kertaa)

0 jäsentä ja 1 Vieras katselee tätä aihetta.

Poissa Spammiro Botti

  • Seniori
  • Viestejä: 478
Fysiikan ennätysnopea Nobel gravitaatioaalloista
« : pe 06.10.2017, 08:44:38 »
Fysiikan ennätysnopea Nobel gravitaatioaalloista

Fysiikan Nobel-palkinto myönnettiin painovoima-aaltojen löytämisestä

Fysiikan Nobel-palkinnon saavat Rainer Weiss, Barry C. Barish ja Kip S. Thorne.
3.10.2017 klo 13:00päivitetty 4.10.2017 klo 10:37

Fysiikan Nobel-komitea julkisti palkinnon saajat Tukholmassa.Jonathan Nackstrand / AFP
Nobel-komitea on julkistanut Tukholmassa fysiikan Nobelin saajat, kol- me tutkijaa. Palkinnon saavat yhdysvaltalaiset fyysikot Rainer Weiss, Barry C. Barish ja Kip S. Thorne. Palkinto jaetaan heille joulukuussa.

Puolet palkinnosta sai Weiss ja puolet myönnettiin yhteisesti Barishille ja Thornelle. Kaikki kolme ovat yhdysvaltalaisia fyysikkoja.

Tutkijat ovat tärkeissä asemissa LIGO/VIRGO:ssa, joka on yli tuhannen tutkijan ja 20 maan kansainvälinen yhteistyöprojekti. Siinä kehitettiin LIGO-ilmaisin, jolla havainnoidaan painovoima-aaltoja.

– Kyseessä on löytö, joka ravisteli maailmaa, sanoi Nobel-komitean edustaja Göran K. Hansson tiedotustilaisuudessa.

Albert Einstein ennusti painovoima-aaltojen olemassaolon 1900-luvun alussa. Syyskuussa 2015 tutkijat mittasivat painovoima-aaltoja ilmaisimella ensimmäistä kertaa.

Yhdysvaltalaistutkijat tekivät gravitaatioaalloista ensimmäisen suoran havainnon LIGO -gravitaatioaalto-observatoriossa syyskuussa 2015. Tuloksesta tiedotettiin helmikuussa 2016.

Gravitaatioaaltojen havaitsemista kuvailtiin vuosikymmenen tiedeuuti- seksi. Ne ovat heikkoa värähtelyä maailmankaikkeudessa ja syntyvät mustien aukkojen törmätessä ja yhdistyessä.

The Nobel Prize‏Varmennettu tili @NobelPrize

The waves came from a collision between two black holes. It took 1.3 billion years for the waves to arrive at the LIGO detector in the USA.

2.57 – 3. lokakuuta 2017 paikasta Tukholma, Ruotsi


Gravitaatioaaltojen uskotaan syntyneen maailmankaikkeuden alussa tapahtuneen nopean laajenemisen aikana.

Tämän vuoden elokuussa tutkijat havaitsivat painovoima-aaltoja, jotka syntyivät kahden mustan aukon törmäyksestä 1,8 miljardin valovuoden päässä Maasta.

Korjattu 4.10. kello 7.57, Nobel-komitea on vasta julkistanut palkinnon saajat, palkinto jaetaan myöhemmin. Ensimmäinen havainto tehtiin syyskuussa 2015 ja siitä tiedotettin helmikuussa 2016.

Lähteet: Yle, STT ”

Poissa Spammiro Botti

  • Seniori
  • Viestejä: 478
Vs: Fysiikan ennätysnopea Nobel gravitaatioaalloista
« Vastaus #1 : pe 06.10.2017, 09:02:38 »

Täällä on perusteellinen esitys gravitaatioaalloista, jossa viimeisimmätkin tulokset ovat mukana

Gravitational wave

Also found in: Dictionary, Thesaurus, Acronyms, Encyclopedia.
Related to Gravitational wave: Gravitational Radiation, Gravity waves

This article is about the phenomenon of general relativity. For the movement of classical fluids, see Gravity wave.
General relativity

Spacetime curvature schematic

Gravitational waves can penetrate regions of space that electromagnetic waves cannot. They are able to allow the observation of the merger of black holes and possibly other exotic objects in the distant Universe. Such systems cannot be observed with more traditional means such as optical telescopes or radio telescopes, and so gravitational-wave astronomy gives new insights into the working of the Universe. In particular, gravitational waves could be of interest to cosmologists as they offer a possible way of observing the very early Universe. This is not possible with conventional astronomy, since before recombination the Universe was opaque to electromagnetic radiation. [17]

Precise measurements of gravitational waves will also allow scientists to test more thoroughly the general theory of relativity.

In principle, gravitational waves could exist at any frequency. However, very low frequency waves would be impossible to detect and there is no credible source for detectable waves of very high frequency. Stephen Hawking and Werner Israel list different frequency bands for gravitational waves that could plausibly be detected, ranging from 10−7 Hz up to 1011 Hz. [18]


Primordial gravitational waves are hypothesized to arise from cosmic inflation, a faster-than-light expansion just after the Big Bang (2014). [19][20][21]

In 1905, Henri Poincaré first suggested that in analogy to an accelera- ting electrical charge producing electromagnetic waves, accelerated masses in a relativistic field theory of gravity should produce gravita- tional waves. [22][23] When Einstein published his theory of general relativity in 1915, he was skeptical of Poincaré’s idea since the theory implied there were no ”gravitational dipoles”. Nonetheless, he still pursued the idea and based on various approximations came to the conclusion there must, in fact, be three types of gravitational wave (dubbed longitudinal-longitudinal, transverse-longitudinal, and transverse-transverse by Hermann Weyl). [23]

However, the nature of Einstein’s approximations led many (including Einstein himself) to doubt the result. In 1922, Arthur Eddington showed that two of Einstein’s types of waves were artifacts of the coordinate system he used, and could be made to propagate at any speed by choosing appropriate coordinates, leading Eddington to jest that they ”propagate at the speed of thought”. [24]:72 This also cast doubt on the physicality of the third (transverse-transverse) type (which Eddington showed always propagate at the speed of light regardless of coordinate system). In 1936, Einstein and Nathan Rosen submitted a paper to Physical Review in which they claimed gravitational waves could not exist in the full theory of general relativity because any such solution of the field equations would have a singularity.The journal sent their manuscript to be reviewed by Howard P. Robertson, who (anonymously) reported that the singularities in question were simply the harmless coordinate singularities of the employed cylindrical coordinates. Einstein, who was unfamiliar with the concept of peer review, angrily withdrew the manuscript, never to publish in Physical Review again. Nonetheless, his assistant Leopold Infeld, who had been in contact with Robertson, convinced Einstein that the criticism was correct and the paper was rewritten with the opposite conclusion (and published elsewhere). [23][24]:79ff

In 1956, Felix Pirani remedied the confusion caused by the use of vari- ous coordinate systems by rephrasing the gravitational waves in terms of the manifestly observable Riemann curvature tensor. At the time this work was mostly ignored because the community was focused on a different question: whether gravitational waves could transmit energy. This matter was settled by a thought experiment proposed by Richard Feynman during the first ”GR” conference at Chapel Hill in 1957. In short, his argument (known as the ”sticky bead argument”) notes that if one takes a stick with beads then the effect of a passing gravitational wave would be to move the beads along the stick; friction would then produce heat, implying that the passing wave had done work. Shortly after, Hermann Bondi (a former gravitational wave skeptic) published a detailed version of the ”sticky bead argument”. [23]

After the Chapel Hill conference, Joseph Weber started designing and building the first gravitational wave detectors now known as Weber bars. In 1969, Weber claimed to have detected the first gravitational waves and by 1970 he was ”detecting” signals regularly from the center of Milky Way; however, the frequency of detection soon raised doubts on the validity of his observations as the implied rate of energy loss of the Milky Way would drain our galaxy of energy on a timescale much shorter than its inferred age. These doubts were strengthened when, by the mid-1970s, repeat experiments from other groups building their own Weber bars across the globe failed to find any signals, and by the late 1970s general consensus was that Weber’s results were spurious. [23]

In the same period, the first indirect evidence for the existence of gravi-tational waves was discovered. In 1974, Russell Alan Hulse and Joseph Hooton Taylor, Jr. discovered the first binary pulsar (a discovery that earned them the 1993 Nobel Prize in Physics). In 1979, results were published detailing measurement of the gradual decay of the orbital period of the Hulse-Taylor pulsar, which fitted precisely with the loss of energy and angular momentum in gravitational radiation predicted by general relativity. [23]

[From prediction to reality: a history of the search for gravitational waves

    1915 – Albert Einstein publishes general theory of relativity, explains gravity as the warping of spacetime by mass or energy
    1916 – Einstein predicts massive objects whirling in certain ways will cause spacetime ripples — gravitational waves
    1936 – Einstein has second thoughts and argues in a manuscript that the waves don’t exist — until reviewer points out a mistake ]

    1962 – M. E. Gertsenshtein and V. I. Pustovoit publish the first paper describing the principles for using interferometers to detect very long wavelength gravitational waves. [25]
    1984 – Kip Thorne, Ronald Drever, and Rainer Weiss form a steering committee after the NSF asks MIT and Caltech to join forces to lead a LIGO project. [26][27]
    1994 – LIGO Laboratory Director Barry Barish and his team create the LIGO study, project plan, and budget, receive long-withheld NSF funding, and go-ahead for construction. Barish is appointed Principal Investigator and LIGO, with a budget of US$395 million, becomes the largest overall funded NSF project in history. [27]
    1997 – The LIGO Scientific Collaboration (LSC) and the Gravitational Wave International Committee (GWIC) are formed. [28][29]
    2002 – LIGO begins the search for gravitational waves [30]
    2004 – Advanced LIGO upgrade is approved by the National Science Board. [31]
    2005 – The binary black hole problem solved: three groups independently developed groundbreaking new methods to model the inspiral, merger, and ring-down of binary black holes. [32][33][34]
    2014 – Astronomers at the Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics erroneously claim that they have detected and produced ”the first direct image of gravitational waves” in the cosmic microwave background. [19][20][35][36]
    2015 – Advanced LIGO begins operation.
    11 February 2016 – The LIGO Scientific Collaboration announce that they detected gravitational waves on 14 September 2015 from a 410 megaparsec (1.3 billion light years) distant merger of two black holes, 36+5  black hole. [8][9][10] The signal is named GW150914. [37]
    15 June 2016 – LIGO announced a second observation of gravitational waves, signal GW151226, observed on 26 December 2015, produced by the 440 megaparsec (1.4 billion light years) distant coalescence of two stellar-mass black holes, 14.2+8 [11][38][39]
    1 June 2017 – LIGO announced a third confident detection. GW170104, produced by the 880 megaparsec (2.87 billion light years) distant coalescence of two stellar-mass black holes, 31.2+8 [40][41]

Gravitational waves are ripples in the curvature of spacetime that pro- pagate as waves at the speed of light,generated in certain gravitational interactions that propagate outward from their source. The possibility of gravitational waves was discussed in 1893 by Oliver Heaviside using the analogy between the inverse-square law in gravitation and electrici- ty. [1] In 1905 Henri Poincaré first proposed gravitational waves (ondes gravifiques) emanating from a body and propagating at the speed of light as being required by the Lorentz transformations. [2] Predicted in 191  [3][4] by Albert Einstein on the basis of his theory of general relati- vity, [5][6] gravitational waves transport energy as gravitational radi- ation, a form of radiant energy similar to electromagnetic radiation. [7] Gravitational waves cannot exist in the Newton’s law of universal gra- vitation, since that law is predicated on the assumption that physical interactions propagate at infinite speed.

Gravitational-wave astronomy is an emerging branch of observational astronomy which aims to use gravitational waves to collect observational data about sources of detectable gravitational waves such as binary star systems composed of white dwarfs, neutron stars, and black holes; and events such as supernovae, and the formation of the early universe shortly after the Big Bang.

On February 11,2016,the LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration teams announced that they had made the first observation of gravitational waves, originating from a pair of merging black holes using the Advanced LIGO detectors. [8][9][10] Since the initial announcement LIGO has confirmed two more (and one potential) detections of gravitational wave events. [11][12] Besides LIGO, several other gravita- tional-wave observatories (detectors) are under construction. [13] "

... "

Gravitaatioaallot eivät ole gravitaation selitys vaan sen hypoteettinen ominaisuus. Hypoteesin perustana on massan rinnastaminen sähkömagneettiseen varaukseen, joka kiihtyvässä liikkeessä ollesaan säteilee fotoneja.Vastaavalla tavalla esimerkiksi toisiaan kiertävien massojen arvellaan säteilevän pois energiaansa gravitoneina, jotka eivät ole sähkömagneettista säteilyä. Silti niiden nopeudeksi arvellaan hypoteettisesti valon nopeus c. Tämän perustana on mm. olettamus YHTENÄISTERIASTA, sama joka on ollut Higgsin bosonin etsinnän pohjana, vaikka juuri muuta kokeellisesti vahvistettua (?) yhteyttä näiden teorioiden vä- lillä ei olekaan ollut. Tämän kanssa on kilpaillut mm. Kraussin ”sipuliversumiteoria”, jonka mukaa gravitaatio omonaisuuksineen olisi peräisin eri alkupaukusta kuin sähkämagnettinen voima
« Viimeksi muokattu: pe 06.10.2017, 09:04:54 kirjoittanut Spammiro Botti »

Poissa Spammiro Botti

  • Seniori
  • Viestejä: 478
Vs: Fysiikan ennätysnopea Nobel gravitaatioaalloista
« Vastaus #2 : pe 06.10.2017, 09:30:09 »

In Einstein’s theory of general relativity, gravity is treated as a phenmenon resulting from the curvature of spacetime. This curvature is caused by the presence of mass. Generally, the more mass that is contained within a given volume of space, the greater the curvature of spacetime will be at the boundary of its volume. [14] As objects with mass move around in spacetime, the curvature changes to reflect the changed locations of those objects. In certain circumstances, accelerating objects generate changes in this curvature, which propagate outwards at the speed of light in a wave-like manner. These propagating phenomena are known as gravitational waves.

As a gravitational wave passes an observer, that observer will find spacetime distorted by the effects of strain. Distances between objects in- crease and decrease rhythmically as the wave passes, at a frequency corresponding to that of the wave. This occurs despite such free objects never being subjected to an unbalanced force. The magnitude of this effect decreases proportional to the inverse distance from the source. [15]:227 Inspiraling binary neutron stars are predicted to be a powerful source of gravitational waves as they coalesce, due to the very large acceleration of their masses as they orbit close to one another. However, due to the astronomical distances to these sources, the effects when measured on Earth are predicted to be very small, having strains of less than 1 part in 1020. Scientists have demonstrated the existence of these waves with ever more sensitive detectors. The most sensitive detector accomplished the task possessing a sensitivity measurement of about one part in 5×1022 (as of 2012) provided by the LIGO and VIRGO observatories.  [16] A space based observatory, the Laser Interferometer Space Antenna, is currently under development by ESA.

Effects of passing

The effect of a polarized gravitational wave on a ring of particles.

Gravitational waves are constantly passing Earth; however, even the strongest have a minuscule effect and their sources are generally at a great distance. For example, the waves given off by the cataclysmic final merger of GW150914 reached Earth after travelling over a billion lightyears, as a ripple in spacetime that changed the length of a 4-km LIGO arm by a ten thousandth of the width of a proton, proportionally equivalent to changing the distance to the nearest star outside the Solar System by one hair’s width. [42] This tiny effect from even extreme gravitational waves makes them undetectable on Earth by any means other than the most sophisticated detectors.

The effects of a passing gravitational wave, in an extremely exaggerated form, can be visualized by imagining a perfectly flat region of space- time with a group of motionless test particles lying in a plane (e.g.,the surface of a computer screen). As a gravitational wave passes through the particles along a line perpendicular to the plane of the particles (i.e. following the observer’s line of vision into the screen), the particles will follow the distortion in spacetime, oscillating in a ”cruciform” manner, as shown in the animations. The area enclosed by the test particles does not change and there is no motion along the direction of propagation.

The oscillations depicted in the animation are exaggerated for the purpose of discussion — in reality a gravitational wave has a very small amplitude (as formulated in linearized gravity). However, they help illustrate the kind of oscillations associated with gravitational waves as produced, for example, by a pair of masses in a circular orbit. In this case the amplitude of the gravitational wave is constant, but its plane of polarization changes or rotates at twice the orbital rate and so the time-varying gravitational wave size (or ’periodic spacetime strain’) exhibits a variation as shown in the animation. [43] If the orbit of the masses is elliptical then the gravitational wave’s amplitude also varies with time according to Einstein’s quadrupole formula. [4]

As with other waves, there are a number of characteristics used to describe a gravitational wave:

    Amplitude: Usually denoted h, this is the size of the wave — the fraction of stretching or squeezing in the animation. The amplitude shown here is roughly h = 0.5 (or 50%). Gravitational waves passing through the Earth are many sextillion times weaker than this — h ≈ 10−20.
    Frequency: Usually denoted f, this is the frequency with which the wave oscillates (1 divided by the amount of time between two successive maximum stretches or squeezes)
    Wavelength: Usually denoted λ, this is the distance along the wave between points of maximum stretch or squeeze.
    Speed: This is the speed at which a point on the wave (for example, a point of maximum stretch or squeeze) travels. For gravitational waves with small amplitudes, this wave speed is equal to the speed of light (c).

The speed, wavelength, and frequency of a gravitational wave are related by the equation c = λ f, just like the equation for a light wave. For example, the animations shown here oscillate roughly once every two seconds. This would correspond to a frequency of 0.5 Hz, and a wavelength of about 600 000 km, or 47 times the diameter of the Earth.

In the above example, it is assumed that the wave is linearly polarized with a ”plus” polarization, written h+. Polarization of a gravitational wave is just like polarization of a light wave except that the polarizations of a gravitational wave are at 45 degrees, as opposed to 90 degrees. In particular, in a ”cross”-polarized gravitational wave, h×, the effect on the test particles would be basically the same, but rotated by 45 degrees, as shown in the second animation. Just as with light polarization, the polarizations of gravitational waves may also be expressed in terms of circularly polarized waves. Gravitational waves are polarized because of the nature of their sources.


The gravitational wave spectrum with sources and detectors. Credit: NASA Goddard Space Flight Center [44]
In general terms, gravitational waves are radiated by objects whose motion involves acceleration and its change, provided that the motion is not perfectly spherically symmetric (like an expanding or contracting sphere) or rotationally symmetric (like a spinning disk or sphere). A simple example of this principle is a spinning dumbbell.If the dumbbell spins around its axis of symmetry,it will not radiate gravitational waves; if it tumbles end over end,as in the case of two planets orbiting each other,it will radiate gravitational waves.The heavier the dumbbell, and the faster it tumbles,the greater is the gravitational radiation it will give off.In an extreme case,such as when the two weights of the dumbbell are massive stars like neutron stars or black holes, orbiting each other quickly, then significant amounts of gravitational radiation would be given off.

Some more detailed examples:

    Two objects orbiting each other, as a planet would orbit the Sun, will radiate.

    A spinning non-axisymmetric planetoid — say with a large bump or dimple on the equator — will radiate.

    A supernova will radiate except in the unlikely event that the explosion is perfectly symmetric.

    An isolated non-spinning solid object moving at a constant velocity will not radiate. This can be regarded as a consequence of the principle of conservation of linear momentum.

    A spinning disk will not radiate. This can be regarded as a consequence of the principle of conservation of angular momentum. However, it will show gravitomagnetic effects.

    A spherically pulsating spherical star (non-zero monopole moment or mass, but zero quadrupole moment) will not radiate, in agreement with Birkhoff’s theorem.

More technically, the third time derivative of the quadrupole moment (or the l-th time derivative of the l-th multipole moment) of an isolated system’s stress–energy tensor must be non-zero in order for it to emit gravitational radiation. This is analogous to the changing dipole moment of charge or current that is necessary for the emission of electromagnetic radiation.


See also: Two-body problem in general relativity

Two stars of dissimilar mass are in circular orbits. Each revolves about their common center of mass (denoted by the small red cross) in a circle with the larger mass having the smaller orbit.

Two stars of similar mass are in circular orbits about their center of mass

Two stars of similar mass are in highly elliptical orbits about their center of mass

Gravitational waves carry energy away from their sources and, in the case of orbiting bodies, this is associated with an inspiral or decrease in orbit. [45][46] Imagine for example a simple system of two masses — such as the Earth–Sun system — moving slowly compared to the speed of light in circular orbits. Assume that these two masses orbit each other in a circular orbit in the x–y plane. To a good approximation, the masses follow simple Keplerian orbits. However, such an orbit represents a changing quadrupole moment. That is, the system will give off gravitational waves.

In theory,the loss of energy through gravitational radiation could eventually drop the Earth into the Sun.However,the total energy of the Earth orbiting the Sun (kinetic energy + gravitational potential energy) is about 1.14×1036 joules of which only 200 Watts (joules per second) is lost through gravitational radiation, leading to a decay in the orbit by about 1×10−15 meters per day or roughly the diameter of a proton. At this rate, it would take the Earth approximately 1×1013 times more than the current age of the Universe to spiral onto the Sun. This estimate overlooks the decrease in r over time, but the majority of the time the bodies are far apart and only radiating slowly, so the difference is unimportant in this example.

More generally, the rate of orbital decay can be approximated by [47]

where r is the separation between the bodies, t time, G Newton’s con- stant, c the speed of light, and m1 and m2 the masses of the bodies. This leads to an expected time to merger of [47]

For example, a pair of solar mass neutron stars in a circular orbit at a separation of 1.89×108 m (189,000 km) has an orbital period of 1,000 seconds, and an expected lifetime of 1.30×1013 seconds or about 414,000 years. Such a system could be observed by LISA if it were not too far away. A far greater number of white dwarf binaries exist with orbital periods in this range. White dwarf binaries have masses in the order of the Sun, and diameters in the order of the Earth. They cannot get much closer together than 10,000 km before they will merge and explode in a supernova which would also end the emission of gravitational waves. Until then, their gravitational radiation would be comparable to that of a neutron star binary.

When the orbit of a neutron star binary has decayed to 1.89×106 m (1890 km), its remaining lifetime is about 130,000 seconds or 36 hours. The orbital frequency will vary from 1 orbit per second at the start, to 918 orbits per second when the orbit has shrunk to 20 km at merger. The majority of gravitational radiation emitted will be at twice the orbital frequency. Just before merger, the inspiral would be observed by LIGO if such a binary were close enough. LIGO has only a few minutes to observe this merger out of a total orbital lifetime that may have been billions of years. Advanced LIGO detector should be able to detect these events up to 200 megaparsec away. Within this range of the order 40 events are expected per year. [48]

Black holes

Black hole binaries emit gravitational waves during their inspiral, merger, and ring-down phases. The largest amplitude of emission occurs during the merger phase, which can be modeled with the techniques of numerical relativity. [32][33][34] The first direct detection of gravitational waves, GW150914, came from the merger of two black holes.


Main article: supernova

A supernova is an astronomical event that occurs during the last stellar evolutionary stages of a massive star’s life, whose dramatic and ca- tastrophic destruction is marked by one final titanic explosion. This ex- plosion can happen in one of many ways, but in all of them a signifi- cant proportion of the matter in the star is blown away into the surrounding space at extremely high velocities (up to 10% of the speed of light). Unless there is perfect spherical symmetry in these explosions (i.e., unless matter is spewed out evenly in all directions), there will be gravitational radiation from the explosion. This is because gravitational waves are generated by a changing quadrupole moment, which can happen only when there is asymmetrical movement of masses. Since the exact mechanism by which supernovae take place is not fully understood, it is not easy to model the gravitational radiation emitted by them.

Rotating neutron stars

As noted above,a mass distribution will emit gravitational radiation only when there is spherically asymmetric motion among the masses. A spinning neutron star will generally emit no gravitational radiation because neutron stars are highly dense objects with a strong gravitational field that keeps them almost perfectly spherical. In some cases, however, there might be slight deformities on the surface called ”mountains”,  which are bumps extending no more than 10 centimeters (4 inches) above the surface, [49] that make the spinning spherically asymmetric. This gives the star a quadrupole moment that changes with time, and it will emit gravitational waves until the deformities are smoothed out.


Main article: inflation (cosmology)

Many models of the Universe postulate that there was an inflationary epoch in the early history of the Universe when space expanded by a large factor in a very short amount of time. If this expansion was not symmetric in all directions, it may have emitted gravitational radiation detectable today as a gravitational wave background.This background signal is too weak for any currently operational gravitational wave detector to observe, and it is thought it may be decades before such an observation can be made.

Properties and behaviour

Energy, momentum, and angular momentum

Water waves, sound waves, and electromagnetic waves are able to carry energy, momentum, and angular momentum and by doing so they carry those away from the source. Gravitational waves perform the same function. Thus, for example, a binary system loses angular momentum as the two orbiting objects spiral towards each other — the angular momentum is radiated away by gravitational waves.

The waves can also carry off linear momentum, a possibility that has some interesting implications for astrophysics. [50] After two supermas- sive black holes coalesce,emission of linear momentum can produce a ”kick” with amplitude as large as 4000 km/s.This is fast enough to eject the coalesced black hole completely from its host galaxy. Even if the kick is too small to eject the black hole completely, it can remove it tempo- rarily from the nucleus of the galaxy, after which it will oscillate about the center, eventually coming to rest. [51] A kicked black hole can also carry a star cluster with it, forming a hypecompact stellar system. [52] Or it may carry gas, allowing the recoiling black hole to appear temporarily as a ”naked quasar”. The quasar SDSS J092712.65+294344.0 is thought to contain a recoiling supermassive black hole. [53]

Redshifting and blueshifting

Like electromagnetic waves, gravitational waves should exhibit shif- ting of wavelength due to the relative velocities of the source and observer, but also due to distortions of space-time, such as cosmic expansion. This is the case even though gravity itself is a cause of distortions of space-time. Redshifting of gravitational waves is different from redshifting due to gravity.

Quantum gravity, wave-particle aspects, and graviton
At present, and unlike all other known forces in the universe, no ”force carrying” particle has been identified as mediating gravitational interactions.

In the framework of quantum field theory, the graviton is the name given to a hypothetical elementary particle speculated to be the force carrier that mediates gravity. However the graviton is not yet proven to exist and no reconciliation yet exists between general relativity which describes gravity, and the Standard Model which describes all other fundamental forces. (For scientific models which attempt to reconcile these, see quantum gravity).

If such a particle exists, it is expected to be massless (because the gra-vitational force appears to have unlimited range) and must be a spin-2 boson. It can be shown that any massless spin-2 field would give rise to a force indistinguishable from gravitation, because a massless spin-2 field must couple to (interact with) the stress–energy tensor in the same way that the gravitational field does; therefore if a massless spin-2 particle were ever discovered, it would be likely to be the gravi- ton without further distinction from other massless spin-2 particles. [54] Such a discovery would unite quantum theory with gravity. [55]

Significance for study of the early universe

Due to the weakness of the coupling of gravity to matter, gravitational waves experience very little absorption or scattering, even as they travel over astronomical distances. In particular, gravitational waves are expected to be unaffected by the opacity of the very early universe. In these early phases, space had not yet become ”transparent,” so observations based upon light, radio waves, and other electromagnetic radiation that far back into time are limited or unavailable. Therefore, gravitational waves are expected in principle to have the potential to provide a wealth of observational data about the very early universe.

Determining direction of travel

The difficulty in directly detecting gravitational waves, means it is also difficult for a single detector to identify by itself the direction of a source. Therefore, multiple detectors are used, both to distinguish signals from other ”noise” by confirming the signal is not of earthly origin, and also to determine direction by means of triangulation. This technique uses the fact that the waves travel at the speed of light and will reach different detectors at different times depending on their source direction. Although the differences in arrival time may be just a few milliseconds, this is sufficient to identify the direction of the origin of the wave with considerable precision.

In the case of GW150914, only two detectors were operating at the time of the event, therefore, the direction is not so precisely defined and it could lie anywhere within an arc-shaped region of space rather than being identified as a single point.

Astrophysical implications

Two-dimensional representation of gravitational waves generated by two neutron stars orbiting each other.

During the past century, astronomy has been revolutionized by the use of new methods for observing the universe. Astronomical observations were originally made using visible light. Galileo Galilei pioneered the use of telescopes to enhance these observations. However, visible light is only a small portion of the electromagnetic spectrum, and not all objects in the distant universe shine strongly in this particular band. More useful information may be found, for example, in radio wavelengths. Using radio telescopes, astronomers have found pulsars, quasars, and other extreme objects that push the limits of our understanding of physics. Observations in the microwave band have opened our eyes to the faint imprints of the Big Bang, a discovery Stephen Hawking called the ”greatest discovery of the century, if not all time”. Similar advances in observations using gamma rays, x-rays, ultraviolet light, and infrared light have also brought new insights to astronomy. As each of these regions of the spectrum has opened, new discoveries have been made that could not have been made otherwise. Astronomers hope that the same holds true of gravitational waves. [56]

Gravitational waves have two important and unique properties. First, there is no need for any type of matter to be present nearby in order for the waves to be generated by a binary system of uncharged black holes, which would emit no electromagnetic radiation. Second, gravitational waves can pass through any intervening matter without being scattered significantly. Whereas light from distant stars may be blocked out by interstellar dust, for example,gravitational waves will pass through essentially unimpeded.These two features allow gravitational waves to car- ry information about astronomical phenomena heretofore never observed by humans, and as such represent a revolution in astrophysics. [57]

The sources of gravitational waves described above are in the low-frequency end of the gravitational-wave spectrum (10−7 to 105 Hz).An ast- rophysical source at the high-frequency end of the gravitational-wave spectrum (above 105 Hz and probably 1010 Hz) generates relic gravita- tional waves that are theorized to be faint imprints of the Big Bang like the cosmic microwave background. [58] At these high frequencies it is potentially possible that the sources may be ”man made” [18] that is, gravitational waves generated and detected in the laboratory. [59][60]

A supermassive black hole, created from the merger of the black holes at the center of two merging galaxies detected by the Hubble telescope, is theorized to have been ejected from the merger center by gravitational waves. [61][62]

… ”
« Viimeksi muokattu: la 07.10.2017, 21:18:53 kirjoittanut Spammiro Botti »

Poissa valtteri

  • Täysjäsen
  • Viestejä: 131
Vs: Fysiikan ennätysnopea Nobel gravitaatioaalloista
« Vastaus #3 : la 07.10.2017, 13:30:42 »
"Gravitational waves are not easily detectable. When they reach the Earth, they have a small amplitude with strain approximates 10−21."

Kyse ei ole mistään mahtavista hyökyaalloista jos aallonkorkeus on 0.00000000000000000000021 m.  Jotenkin täysin absurdia "havainnoida" tuollaisia ilmiöitä. Luulisi, että tuollainen havainto ei voi olla täysin varma. Niin paljon teknisiä laitteita mukana, että toleranssit aiheuttavat epävarmuuksia. 

"Satojen kilometrien päässä ajava rekka olisi esimerkiksi voinut häiritä mittauksia. Lasersäteitä heijastavat peilit oli rakennettava niin, ettei edes tällainen värähtely voinut vääristää mittaustuloksia. Peilien pinnassa olevien atomien lämpöliike täytyi ottaa huomioon mittauksissa. "

No, saatiin ilmiö teoreettisesta empiiriseksi.  Anglosakseille jonkinlainen pakkomielle saada jollain konstilla havaittua kaikki termit.

Kouriintuntuvaan aistimelliseen todellisuuteen pääsee kosketukseen ainoastaan kalliitten teknisten välineiden avulla.

Poissa Spammiro Botti

  • Seniori
  • Viestejä: 478
Vs: Fysiikan ennätysnopea Nobel gravitaatioaalloista
« Vastaus #4 : la 07.10.2017, 22:29:58 »
Tämä on tärkeä juttu. Toivottavasti tämä ei nyt sitten ole ainakaan mitään bluffia.

Tuossa on vähän epäselviä ja väärin sanottuja kohtia esimerkiksi gravitaatioaaltojen yhteys SÄHKÖMAGNETTISEEN ns. kolmen asteen taustasäteilyyn jää hämäräksi ja liittyy ilmeisesti alkupaukkuteorian hienouksiin. Enqvist tietäisi. Taustasäteily liittyy sähkömagneettisen säteilyn syntyyn. Gravitaatiosta ei tiedetä koska se on syntynyt. Mutta jos Higgsin bosoni on totta, niin ainakin minä epäilen, että samaan aikaan  kuin , joista sitten "jäähtyy" massallisten kappaleiden hitauden aiheuttava Higgsin kenttä.

Tärkein kilpailija oli ainakin 8 vuotta sitten Lawrence Kraussin "sipulinkuoriversumuteoria", jonka mukaan gravitaatioon peräisin eri alkupaukusta kuin muut fysikaaliset perusvoimat.

Täällä on tuon Scientific Americanin "Obaman vaalinumeron" kansilehti (ja R. Douglas Fieldsin artikkeli Pavlovilaisen ehdollistumisen mekanismista).

Täällä on toinen juttu samalta ajalta:

Tämä teoria ei ennusta Higgsin bosonia eikä myöskään, että gravitaatioaallot liikkuisivat valonnopeudella; jos ne liikkuvat sillä, se tarkoittaa "yhtä paukkua/myllerrystä".

Laurence H.M. Krauss kuuluu Obaman kaverina siihen sekailaiseen tieteilijäjoukkoon, joka sydämistyi Donald Trumpin valinnasta USA:n presidentiksi, ja "anoi tieteellistä turvapaikkaa" (Kaikki heistä eivät olleet kovinkaan hyvin lukeneet Uuden Seelannin tiedeuutisia...) :

" Höpsähtäneet, väärässä olevat ja haistapaskantieteilijät ärähtivät Donald Trumpia ja Brexitiä vastaan...

Richard Dawkins and Other Prominent Scientists React to Trump’s Win


— Lawrence Krauss, director, Origins Project, Arizona State University

Väärässä oleva (ilmeisesti), mutta yritteliäs ja terävä kosmologi, Dawkinsin aisapari kansainvälisenä tietynlaisen tieteen puolestapuhujana ja popularisoijana.

Oli Stephen Hawkingin ja Lee Smolinin ohella johtava Higgsin bosonin epäilijä ennen tunnettuja kokeita, jotka näyttäisivät osoittavan, että sellainen hiukkasparvi kuitenkin on olemassa.

Lawrence M. Krauss, tavallinen mutta väärässä oleva astrofyysikko, edelleen New Yorkissa.

Julkaisi Scientific Americanin numerossa 3/2008 ("Obaman vaalinierossa") teorian ns. sipuli(nkuori)versumista, jonka mukaan gravittatio olisi peräisin eri alkupaukusta kuin muut fysiikan, standardimallin perusvoimat, samassa numerossa muuten kuin R. Douglas Fields julkaisi otsikolla "White Matter Matters" koetuloksensa pavlovilasen ehdollistumisen biofysikaalisesta mekanismista.

Tähän kampanjaan osallistuminen ei hänen luotettavuuttaan lisää ainakaan minun silmissäni...

What the election results mean for science, in gut responses from Scientific American’s Board of Advisers

keskiviikko, 3. lokakuu 2012

Stephen Hawking esittää täysin uudentyyppistä gravitaatioteoriaa

Stephen Hawkingin uusimman kirjan "Suuri suunnitelma" (The Grand Design, yhdessä tieteiskirjailija Mlodinovin kanssa) varsinainen pläjäys, joka on esitetty lopussa kuin ohimennen, on,että gravitaatio olisi massaenergiaan ja liike-energiaan nähden negatiivista energiaa, ja maailmankaikkeuden kokonaisenergia olisi nolla.

Potentiaalienergia ei olisikaan silloin vain laskennallinen suure, vaan "täyttä materiaa", jota "kumotaan", kun esimerkiksi kappaletta nostetaan ylöspäin gravitaatiokentässä, tai positiivista sähkövarausta siirretään niin ikään positiivisen jännitelähteen suuntaan. Ideologisesti kyseessä on jonkinlainen "kaksoisenergetismi", uusi fysiikan ideologia.

Kirja on kirjoitettu ennen Higgsin bosonin "ratkaisua", jonka Hawking ei uskonut olevan positiivinen (mutta uskoo niin nyt), "hyvissä ajoin" uudeksi vaihtoehtoiseksi maailmankuvaksi.Kirja kannattaa multiversumiteoriaa ja myötäilee joissakin asioissa "monimaailmatulkintaa", mutta ei tarkoita aivan samaa kuin Hugh Everett ja mormonit. Kirjassa hyväksytään jollakin tavalla Everettin opettajan John Wheelerin "madonreiät", eikä siten kumota ehdottomasti (ymmärtääkseni) "aikamatkailua". Tähän liittyen kirjassa esitetään useassa kohdassa, että "valon nopeus voidaan ylittää", esimerkiksi kirjassa väitetään että Tsherenkovin valonsäteily ydinvoimaloissa johtuu siitä, että "elektronit liikkuvat vedessä valoa nopeammin" ja osa sähkökentän fotoneista ikään kuin jää niistä jälkeen.Tuosta sain ainakin minä väärän kuvan siitä, mitä haluttiin sanoa. Ainoankaan fysikaalisen olion nopeus ei ylitä valonnopeutta tyhjiössä, minkä mahdollisuuden erityinen suhteellisuusteoria kiistää. Kirjassa väitetään myös sopivalla nopeudella liikkuvan havaitsijan havaitsevan "ajan kulkevan taaksepäin" jossakin versumin osassa. Tämä edellyttäisi  kuitenkin, että kyseinen "havaitsija" liikkuisi valon nopeutta suurem- malla nopeudella.

Nuo totutusta poikkeavat tulkinnat johtuvat siitä, että kirjassa ei tunnusteta 'materiaalisen olion' (objektin) käsitettä (kuten dialektisessa ja muussa emergentissä materialismissa), joka on juuri se entiteetti joka mm. ei voi liikkua valoa nopeammin, on se sitten hiukkanen tai informaatiosignaali. Erilaiset muut, puhtaasti matemaattisesti "viriteltävissä" olevat "mittauskohteet" niin voivat tehdä, koska ne eivät ole fysikaalisten olioiden kokonaisuuksia. Toisaalta Tsherenkovin säteilykin voidaan tulkita johtuvan siitä, ettei todellinen olio (myöskään elektroni) voi ylittää valon nopeutta. Kiihtyvässä liikkeessä oleva sähkövaraus ylipäätään aina säteilee fotoneja. (Fotonit jossakin väliaineessa silti voivat "jäädä jälkeen" siitä.)

Kirjassa väitetään myös, että on aivan sama ajatellaanko Maa tai Aurinko jököttämään paikallaan ja muu versumi kiertämään sitä, vai nämä liikkumaan homogeenisessa versumissa. Noin aivan puhtaasti matematiikan kannalta onkin, MUTTA EI FYSIIKAN kannalta, sillä tämä edellyttäisi äärettömiä (kierto)nopeuksia siellä "laidoilla", eikä erityinen suhteellisuusteoria, jonka nimiin tämäkin kirja muutoin vannoo, voisi pitää paikkaansa. Kysymykseen monista ulottuvuuksista kirja suhtautuu tutun myönteisesti, ja perusteleekin, miten kolme paikkaulottuvuutta ovat erikoisasemassa voiden taata paikallisesti stabiilin avaruuden.

Hawkingin lanseeraaman "malliriippuvaisen realismin" filosofian mallit eivät ole aivan samaa samaa kuin mm. dialektisen materialismin teoriat, joissa mm. käsitteet ja jopa kulloinenkin muodollinen logiikkakin voidaan määritellä kussakin erikseen. Malleilla on aina ymmärtääkseni ainakin perustavimmat käsitteet samat, mutta ne painottavat todellisuuden eri puolia ja ne yhdistetään "rajapinnoilla".

Niiden ero on lopultakin enemmän tiedollinen ja havainnollinen kuin olemuksellinen. Tällainen on todellakin mallintamista enemmän kuin teorianmuodostusta. Hawkin- gille "alkuräjähdys on seurausta luonnonlaeista", joista siis perustavimmat olisivat "ehdottoman muuttumattomia" (myös alkupaukkujen yli), joten kirjassa on syytä epäillä suhtauduttavan rivien välistä yhtä kielteisesti aitoon emergenssiin eli luonnonlakien kehitykseen kuin Kari Enqvistin yksinkertaisessa energetismissäkin.

Noihin ehdottomiin luonnonlakeihin olisi myös "sisäänkirjoitettu" kaksipäisen muodollisen logiikan taustaoletukset: olisi olemassa sellainen (moniulotteisen) olemisen taso, jonka "pisteissä" mikä tahansa ominaisuus joko täysin olisi tai sellaista ei olisi lainkaan.

Ns. luonnonvakiot kuten valonnopeus tyhjiössä eivät kuitenkaan olisi perustavimpia luonnonlakeja, vaan ne olisivat "versumivakioita", jotka muuttuvat enemmän tai vähemmän joka "poksahduksessa", joiden tuloksena olevat versumit eri vakioineen eivät "kommunikoisi" keskenään ainakaan tavallisilla versumiensisäisillä fysiikan laeilla.

Mahdollisuuden ja todellisuuden dialektiikka teoksesta puuttuu kokonaan, josta seuraa, kun on kysymys todennäköisyyslaeista, että jokin tämän hetken todella toteutuva "ratkaisu" (tapaus) muka vaikuttaisi myös "ajassa taaksepäin" (versumissa) siihen, miten sen "rakennuspalikat" joskus menneisyydessä "todella ovat olleet", eli tämä puoli EI OLISI LUONTEELTAAN PELKÄSTÄÄN TIEDOLLISTA, että tuosta asiasta vain saataisiin uusi tieto. Tämä käsitys on hienossa sopusoinnussa "Wheelerin madonreikien" ja "aikamatkailun" kanssa, mutta jyrkässä ristiriidassa objektiivisen emergenssin kanssa. Todellisuudessa mahdollisten eli  virtuaalisten hiukkasten ei tarvitse olla samanlaisia kuin aktuaalisten hiukkasten, vaikka ne muuttuvat sellaisiksi sopivien edellytysten vallitessa, ja vaikka niistä ehkä saadaankin fysikaalista tietoa vain niiden muuttumisten kautta aktuaalisiksi hiukkasiksi.

Ainoa mikä siinä ykskantaan kumotaan on "älykäs luominen":sellaista ei voi olla, eikä myöskään "tarvita".

En vaihda silti dialektisesta enkä muusta emergentistä materialismista tähän teori- aan: joutuessani valitsemaan kahdesta vaihtoehdosta, jossa toisessa perustavimmat luonnonlait ovat ehdottoman muuttumattomia,mutta MENNEISYYS voi vielä tänäänkin "todella muuttua" kauaksikin ajassa taaksepäin ("malliriippuvaisessa realismissa"), ja toisessa taas mennei- syys on täysin lukkoonlyöty (determinis-min periaate) ja objektiivisesti "se, mikä se on", mutta LUONNONLAITKIN EVOLU-OITUVAT (emergentissä kuten dialektisessa materialismissa) valitsen ilman muuta ja epäröimättä jälkimmäisen!

Nyt mahdollisesti löytymässä oleva Higgsin bosoni tai sen kaltainen (yksi tai jopa useampi) entuudestaan tuntematon hiukkanen sopii olioteoriaan ja siten emergent- tiin materialismiin hyvin.Tähän Hawkingin ideaan gravitaation ja energian/oiden kes- kinäissuhteista se varmaan tuo lisävaloa, kun päästään tarkempiin ja halvempiin lisätutkimuksiin energia-alueella, joka nyt tiedetään tarkoin.

Higgsin bosonihan sellaisenaan nykyisellään ei selitä gravitaatiota eikä raskasta massaa, vaan pelkästään hitaan massan (ellei sitten ole suorastaan jollakin tavalla "positiivinen ja negatiivinen Higgsin bosoni", joista toinen selittäisi massaa ja toinen gravitaatiota... Sitten ne ainakin olisivat aina varmasti "tasapainossa", kuten Hawking olettaa niiden kokonaisuutena aina olevan...

Lenin oikaisi mestarillisesti v.1908 materialistisen filosofian pohjalta Ranskan Tiedeakatemian puheenjohtajaa Henri Poincaréta, joka oli itsenäisesti johtanut huomattavan osan erityisen suhteellisuusteorian matematiikkaa Hendrick Lorentzin muunnoksen ja Michelson-Morleyn valonnopeushavaintojen perusteella tämän teorianmuodostuksessa olevasta virheestä. Suotta jauhaa enqvistit filosofian olevan "turhanpäiväistä", kun eivät itse osaa sitä! Materialismi ja empiriokritisismi:

Causality Principle

in physics, a general principle establishing the permissible limits of the influence of physical events on each other.

According to the principle, a given event cannot influence events that have already occurred, a notion reflected in such statements as “the future does not influence the past” and “the cause event precedes the effect event in time.” The causality principle also requires the absence of any mutual influence between events for which the application of the concepts “earlier” and “later” has no meaning - an event, for example, that is earlier to one observer but appears later to another obser- ver. According to the special theory of relativity, such a situation arises when the spatial distance between events is so great and the time interval between the events is so small that the events can be connected only by a signal propagating faster than light. Since the causal relationship can be realized only by a signal connecting the events, the requirement of the absence of a causal relationship leads to the famous result that motion (of a physical thing, HM) cannot occur at a speed exceeding the speed of light in a vacuum.

In physical theory,the causality principle is used primarily to choose boundary con- ditions for the corresponding dynamics equations so as to ensure the uniqueness of the solution of the equations.Thus,in the solution of Maxwell’s equations of electro- dynamics, the causality principle chooses between advanced and retarded potentials in favor of the latter. Similarly, in quantum field theory the causality principle imparts uniqueness to the results of the Feynman-diagram technique, which is an important instrument in the theoretical description of interacting fields or particles.

Moreover,the causality principle permits the general properties of quantities that describe the response of a physical system to external influences to be established.

An example is the analytic properties of the dielectric constant of a system as a function of frequency (the Kramers-Kronig dispersion relations). Another important example is the dispersion relations in the theory of scattering of strongly interacting particles,or hadrons. These relations are a unique instance of an exact dependence between directly observable quantities - the amplitude of forward elastic scattering and the total cross section - that is derived without the use of any model con-ceptions of elementary particles. The role of the causality principle in the theory of elementary particles has grown with the development of a special axiomatic ap-proach whose goal is to describe the interactions of particles directly on the basis of the general principles (postulates) of the theory. In the axiomatic approach, whose accomplish- ments include the derivation of the dispersion relations, the causality principle is assigned the constructive role of one of the principal postulates - along with the requirements of relativity theory and quantum theory.

The causality principle is verified without question by experiment in the macroscopic domain and by general human experience. Its validity, however, on the subnuclear level studied by the physics of elementary particles is not obvious. This is because in the formulation of the causality principle an event is understood to be a “point” event, which occurs at a given point in space at a given time. The causality principle we have been discussing up to now is accordingly also called the principle of micro-scopic causality. It should be noted, however, that the constraints resulting from quantum theory and the theory of relativity make the physical realization of a point event impossible.Any event - that is,any act involving the interaction of particles - unavoidably has a finite extent in space and time. Therefore,on the microscopic level the causality principle loses its direct physical meaning and becomes a formal requirement. We thus can speak of the possible violation of the causality principle “in the small”; its validity is, of course, preserved on the macroscopic level.

Such a weakened causality principle is called the principle of macroscopic causality. A quantitative formulation of it that adequately reflects the constraints indicated above has not yet been developed. The numerous attempts to generalize quantum field theory that are associated with nonlocal quantum field theory are based on this principle.

The causality principle with which modern physics deals is a specific physical state- ment that is substantially narrower than the general philosophical notion, which sees causality as the interdependence and determinacy of a sequence of events. The cau- sality problem acquired great importance in the formulation of quantum mechanics, when the question of whether or not determinism is contradicted by a probabilistic description of microphenomena was widely discussed. The under-standing of the necessity of rejecting the straight determinism of classical mecha- nics in considering the statistical regularities of the microworld led to a negative answer to this question. The apparent contradiction with the general causality prin- ciple can be explained by the unsuitability of classical physics for the description of microobjects. The transition to an adequate description in the language of wave functions leads to a situation in which even in quantum mechanics the initial state of the system completely defines its entire subsequent evolution - for known interactions of the system.

The problem of the observance of the general causality principle - that is, causality in the philosophical sense - still retains its importance today in the analysis of possible forms of violation of the physical causality principle “in the small.” Such analysis has been fostered by the development of nonlocal field theory, by the investi-gation of the problem of motion at speeds higher than the speed of light, and by special experi- ments for the purpose of verifying the causality principle.The analysis must explain what forms of violation of the causality principle lead to an unfamiliar and what forms to an inadmissible (from the viewpoint of the general causality principle) situation.

For example,the replacement of the original causality principle by the opposite state- ment (“the past does not influence the future”) does not contradict the general cau-sality principle even though it leads to highly unfamiliar consequences. In this case, the chain of cause and effect relationships is not broken but appears in time-inverted form. A contradiction with the general causality principle arises if it is assumed that the causal relationship can be directed both forward and backward in time. In such a case, a closed cycle of cause and effect relationships would be possible that would lead to violation of the principle that an effect event does not influence the cause event that produced it. This principle is substantially broader and more adequate to the general causality principle than the original causality principle. If the effect were capable of influencing its own cause, this influence could be expressed in the vani-shing of the cause event, a situation that would obviously entail a break in the con-nection between cause and effect. For example,if a wave emitted by a radiator were capable, after reflection, of returning at an earlier time,it could explode the radiator even before the radiator began operating. The fundamental impossibility of traveling into the past in a time machine follows from the same considerations.

A number of complicated and profound problems that still await solution is associated with the causality principle in modern physics.


“Sverkhsvetovye dvizheniia i spetsial’naia teoriia otnositel’nosti.” In Einshteinovskii sbornik 1973. (Translated from English.) Preface by D. A. Kirzhnits and V. N. Sazonov. Moscow, 1974.


« Viimeksi muokattu: su 08.10.2017, 07:38:28 kirjoittanut Spammiro Botti »

Poissa Spammiro Botti

  • Seniori
  • Viestejä: 478
Vs: Fysiikan ennätysnopea Nobel gravitaatioaalloista
« Vastaus #5 : su 08.10.2017, 00:43:27 »
Nämä palkinnot kuuluvat samaan putkeen.

Higgs sai odotetusti fysiikan Nobel-palkinnon

Peter Higgs jakaa palkinnon François Englertin kanssa. Heidän 49 vuoden takainen teoriansa maailmankaikkeuden rakennuspalikasta osoittautui todeksi viime vuonna. Alkeishiukkasen löytymistä on kutsuttu yhdeksi ihmiskunnan suurimmista tieteellisistä keksinnöistä.

8.10.2013 klo 13:49päivitetty 8.10.2013 klo 16:38

Brittiläinen fyysikko Peter Higgs ja hänen belgialainen työtoverinsa François Englert ovat saaneet odotetusti Ruotsin tiedeakatemian myöntämän Nobelin fysiikanpalkinnon hiukkasteoriastaan. 49 vuoden takainen teoria maailmankaikkeuden rakennuspalikasta osoittautui todeksi viime vuonna.

Higgsin, Englertin ja nyt jo edesmenneen Robert Broutin sekä kolmen muun fyysikkokollegan 1960-luvulla esittämää oletusta testannut tutkijaryhmä todisti viime vuonna hiukkaskiihdytinkokeilla, että kauan etsitty maailmankaikkeuden rakennuspalikka on olemassa.

Higgsin bosoni on alkeishiukkanen, joka selittää, miksi kaikella aineella - galaksilla, maapallolla ja myös ihmisellä - on massa. Alkeishiukkasen löytymistä on kutsuttu yhdeksi ihmiskunnan suurimmista tieteellisistä keksinnöistä.

– Tämän vuoden palkinto myönnetään pienestä asiasta, jolla on valtava merkitys, sanoi Ruotsin akatemian sihteeri Staffan Normark julistaessaan voittajat.
Cernissä riemuittiin, Higgs meni piiloon

Ujoksi tiedetty ja sairastellut 84-vuotias Higgs pakeni mediamylläkkää arvatessaan, että haastattelupyyntöjä alkaisi sataa, kun tieto palkinnosta tulisi julki.

Edinburghin yliopisto on kuitenkin julkaissut emeritusoprofessorinsa kirjallisen lausunnon, jonka mukaan Higgs on palkinnosta ikionnellinen. Lausunnossaan hän myös onnittelee kaikkia, joilla on ollut osuutta alkeishiukkasen olemassaolon todistamiseen.

80-vuotias Englert kiitti omasta puolestaan puhelussa, joka kuultiin palkinnon julkistamistilaisuudessa Tukholmassa. Hän vitsaili luulleensa palkinnon menneen sivu suun, kun julkistamistilaisuutta poikkeuksellisesti lykättiin yli tunti.

Palkinnosta on riemuittu myös Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuskeskuksessa Cernissä, jossa Broutin-Englertin-Higgsin-Guralnikin-Hagenin-Kibblen mekanismin – kuten Higgsin bosonin taustalla olevan teorian koko nimi kuuluu – todistettiin olevan olemassa.

Cernin johtaja Rolf Heuer sanoi hiukkasen löytymisen huipentaneen vuosikymmenien älylliset ponnistelut, joihin monet ihmiset eri puolella maailmaa ovat osallistuneet.

Lähteet: Reuters, AP, AFP, Yle Uutiset

Poissa Spammiro Botti

  • Seniori
  • Viestejä: 478
Vs: Fysiikan ennätysnopea Nobel gravitaatioaalloista
« Vastaus #6 : ma 16.10.2017, 13:38:48 »
Mielenkiintoisia teorioita:

Tutkimus selittää, miksi ainetta on olemassa ja missä pimeä aine piileksii

Tutkimuksen mukaan hiukkasfysiikan standardimallin laajentaminen voisi selittää nykyfysiikan kaksi suurta ratkaisematonta ongelmaa: antiaineen katoamisen ja pimeän aineen.

14.10.2016 klo 19:22

Hiukkasfysiikan peruskivi on standardimalliksi kutsuttu teoria. Se sisältää painovoimaa lukuun ottamatta luonnon perusvuorovaikutukset, eli vahvan-, heikon -, ja sähkömagneettisen vuorovaikutuksen, ja kuvaa alkeishiukkaset, joista aine pohjimmiltaan koostuu.

Standardimalli kuvaa alkeishiukkasia ja niiden vuorovaikutuksia erittäin hyvin, mutta se ei ole täydellinen. Malli on ristiriidassa joidenkin luonnosta tehtyjen havaintojen kanssa, se ei esimerkiksi selitä aineen ja antiaineen jakaumaa maailmankaikkeudessa.

Jokaisella aineen muodostavalla alkeishiukkasella on antihiukkanen. Hiukkasten massat ovat samat, mutta varaukset vastakkaiset. Kun aine ja antiaine joutuvat kosketuksiin toistensa kanssa, ne annihiloivat, eli tuhoutuvat ja muuttuvat säteilyksi. Jos ainetta ja antiainetta olisi muodostunut samat määrät, jäljellä olisi vain säteilyä.

Me kuitenkin olemme olemassa, joten ainakin lähiympäristössämme kaikki koostuu varmuudella aineesta. Jos antiainetta olisi jossakin kaukana avaruudessa merkittäviä määriä, aineen ja antiaineen annihiloitumisesta syntyvä voimakas säteily näkyisin havainnoissa.

Standardimallissa ei ole havaittua aineen ja antiaineen suhdetta selittävää mekanismia. Varhaisessa maailmankaikkeudessa täytyi siis tapahtua jotakin, joka on standardimallin ulottumattomissa.

Havainnot kertovat myös, että maailmankaikkeuden aineesta suurin osa koostuu jostakin muusta kuin standardimallin alkeishiukkasista. Galaksien liikkeet ja avaruuden täyttävän mikroaaltosäteilyn tietyt piirteet voi selittää vain sillä, että suurin osa universumin massasta on tuntematonta pimeää ainetta. Standardimallissa pimeää ainetta ei ole.

Koska standardimalli ei selitä havaitun maailmankaikkeuden ominaisuuksia, tarvitaan joko kokonaan uusi teoria tai standardimallia pitä laajentaa. Jyväskylän yliopistossa väittelevä Ville Vaskonen on tarttunut sekä pimeän aineen että aineen ja antiaineen ongelmiin. Hän on tutkimuksessaan laajentanut standardimallia niin sanottujen Higgs-portaalimallien kautta.

Nuoressa maailmankaikkeudessa kaikki oli toisin

Higgs-portaalimallit perustuvat standardimallin ennustamaan ja CERN:in LHC-hiukkaskiihdyttimellä havaittuun Higgsin bosoniin. Higgsin bosonia pidetään todisteena avaruuden täyttävästä Higgsin kentästä. Higgsin kenttä taas synnyttää hiukkasille massan.

Vaskosen mukaan standardimallia laajentavilla Higgs-portaalimalleilla voidaan selittää sekä pimeä aine että aineen ja antiaineen syntyyn liittyvä epätasapaino.

Vaskosen tutkimissa Higgs-portaalimalleissa hyvin nuoressa, tiheässä ja kuumassa maailmankaikkeudessa pimeä aine vuorovaikutti voimakkaasti standardimallin kuvaaman tavallisen aineen kanssa

Maailmankaikkeuden laajentuessa sen tiheys pieneni ja energian määrä tilavuusyksikköä kohden laski. Energiatiheyden laskiessa vuorovaikutuksia pimeän ja tavallisen aineen välillä ei enää tapahtunut riittävän usein, ja pimeä aine putosi pois tavallisen aineen näkyviltä. Tämän jälkeen pimeä aine on vaikuttanut näkyvään maailmankaikkeuteen vain painovoiman kautta.

Aineen ja antiaineen epäsuhta Vaskosen tutkimissa malleissa taas liittyy Higgsin kentän arvon muutokseen. Hyvin varhaisessa maailmankaikkeudessa Higgsin kentän arvo oli nolla, ja kaikki hiukkaset olivat massattomia.

Kun maailmankaikkeus laajeni, ja energiatiheys pieneni tietyn kynnystason alapuolelle, pienimmän energian tila edellytti muutosta Higgsin ken- tän arvossa.Uusi pienimmän energian tila aiheutti faasimuutoksen,jota voi verrata kuplien muodostumiseen vettä keitettäessä.Kuplien sisällä hiukkasilla oli massa, niiden ulkopuolella ei. Lopulta kuplat täyttivät koko maailmankaikkeuden, ja kaikki hiukkaset olivat saaneet massan.

Faasimuutoksen kuplat olivat keskeisiä aineen synnylle. Kuplien pinnalla pystyi tapahtumaan baryogeneesiksi kutsuttu prosessi, ja juuri tässä prosessissa ainetta ja antiainetta syntyy toisistaan poikkeava määrä.

Vaskosen käyttämät mallit ovat eivät ole pelkkää spekulointia tuntemattomalla. Malleja voidaan jo lähitulevaisuudessa testata kokeellisesti, sillä tarvittavat energiat voidaan saavuttaa CERN:in suurella hiukkaskiihdyttimellä. Pimeää ainetta pyritään myös havaitsemaan suoraan muun muassa LUX-hankkeella.

FM Ville Vaskosen teoreettisen fysiikan väitöskirja “Dark matter and baryogenesis in Higgs portal models” tarkastetaan Jyväskylän yliopistossa perjantaina 21. lokakuuta. "

« Viimeksi muokattu: ma 16.10.2017, 14:13:34 kirjoittanut Spammiro Botti »

Poissa Tippavaaran Vanha isäntä

  • Konkari
  • Viestejä: 9988
Vs: Fysiikan ennätysnopea Nobel gravitaatioaalloista
« Vastaus #7 : ma 16.10.2017, 17:55:23 »
Tutkijat onnistuivat nyt mittaamaan gravitaatioaaltotapahtuman säteilemän valon Euroopan Eteläisen Observatorion teleskoopeilla Chilessä.

Tutkijat havaitsivat kahden neutronitähden yhteentörmäyksen, joka mitattiin teleskoopeilla ihmissilmälle näkyvänä valona.

Havainto on historiallinen, sillä tutkijat onnistuivat nyt ensimmäistä kertaa havaitsemaan sähkömagneettista säteilyä ja gravitaatioaaltoja samasta kohteesta. Lisäksi kyseessä oli ensimmäinen varma havainto kahden neutronitähden yhteensulautumisesta.

Mitä on ollut, sitä on tulevinakin aikoina,
mitä on tapahtunut, sitä tapahtuu edelleen:
ei ole mitään uutta auringon alla.
......Menneistä ei jää muistoa, eikä jää tulevistakaan -- mennyt on unohdettu

Poissa Spammiro Botti

  • Seniori
  • Viestejä: 478
Vs: Fysiikan ennätysnopea Nobel gravitaatioaalloista
« Vastaus #8 : ti 17.10.2017, 07:51:18 »
Tutkijat onnistuivat nyt mittaamaan gravitaatioaaltotapahtuman säteilemän valon Euroopan Eteläisen Observatorion teleskoopeilla Chilessä.

Tutkijat havaitsivat kahden neutronitähden yhteentörmäyksen, joka mitattiin teleskoopeilla ihmissilmälle näkyvänä valona.

Havainto on historiallinen, sillä tutkijat onnistuivat nyt ensimmäistä kertaa havaitsemaan sähkömagneettista säteilyä ja gravitaatioaaltoja samasta kohteesta. Lisäksi kyseessä oli ensimmäinen varma havainto kahden neutronitähden yhteensulautumisesta.


On se hyvä ettei niitä vipstaakia ihan turhaan tehty. Minä epäilin viimeiseen asti tuota Higgsin bosonia, ja joskus vieläkin hiipii epäilys mieleen. Yksi vastaus nostaa kymmenen uutta kysymystä, mutta se pyyhkäisee myös roskikseen kymmenen muuta, väärää vastausta.

Kahden neutronitähden kuolontanssi nähtiin ensi kertaa

 Havainnekuva kahden neutronitähden törmäyksestä. Kuva: Robin Dienel, Carnegie Institution for Science

Nobel-laite Ligon havainnot käynnistivät kuumeisen etsinnän useilla teleskoopeilla, ja etsintä palkittiin.

Juuri Nobel-palkinnolla kruunatut gravitaatioaaltojen metsästäjät kohauttavat jälleen tiedemaailmaa.

Tähtitieteilijät havaitsivat ensi kertaa sekä kaukaa avaruudesta kantautuvat gravitaatioaallot että sähkömagneettisen säteilyn, jonka sama kosminen tapahtuma lähetti liikkeelle.

Useiden eri observatorioiden havainnosta raportoitiin useissa julkaisuissa, muun muassa Naturessa.

     Blogit Keskustelu Kysy Lue digilehti


    Sanoma-tilin asetukset
    Oma profiili

Kirjaudu ulos
Kahden neutronitähden kuolontanssi nähtiin ensi kertaa
klo 18:13 | 16.10.2017
Havainnekuva kahden neutronitähden törmäyksestä. Kuva: Robin Dienel, Carnegie Institution for Science
Havainnekuva kahden neutronitähden törmäyksestä. Kuva: Robin Dienel, Carnegie Institution for Science

Nobel-laite Ligon havainnot käynnistivät kuumeisen etsinnän useilla teleskoopeilla, ja etsintä palkittiin.

Juuri Nobel-palkinnolla kruunatut gravitaatioaaltojen metsästäjät kohauttavat jälleen tiedemaailmaa.

Tähtitieteilijät havaitsivat ensi kertaa sekä kaukaa avaruudesta kantautuvat gravitaatioaallot että sähkömagneettisen säteilyn, jonka sama kosminen tapahtuma lähetti liikkeelle.

Useiden eri observatorioiden havainnosta raportoitiin useissa julkaisuissa, muun muassa Naturessa.

Laitteille tallentunut tapahtuma oli kahden neutronitähden kuolintanssi 130 miljoonan valovuoden päässä. Neutronitähdet ovat jäänteitä suuremmista tähdistä, jotka ovat kuluttaneet polttoaineensa loppuun.

Neutronitähdet kieppuivat toistensa ympäri kiihtyvää vauhtia, kunnes lopulta törmäsivät yhteen.

Kuolonspiraali pani liikkeelle avaruutta värisyttäviä gravitaatioaaltoja. Aaltojen tiheys kiihtyi sitä mukaa, mitä lähemmäksi toisiaan tähdet kiertyivät, kunnes aallot loppuivat tykkänään tähtien sulautumiseen.

Minuutteja kestäneet loppukouristuksen väreet saavuttivat 17. elokuuta maapallon, missä nobeloidut Ligo-mittalaitteet sekä vastaava eurooppalainen Virgo olivat valmiina.

Kaksi Ligoa Yhdysvalloissa ja Virgo Italiassa havaitsivat gravitaatioaallot. Purkaus sai nimen GW170817 löytöpäivämääränsä mukaan.

Aikaisemmin Ligot ja Virgo olivat huippuherkillä mittareillaan havainneet gravitaatioaaltoja, jotka syntyvät kahden mustan aukon yhteensulautumisesta. Näistä ei kuitenkaan ole ollut muita merkkejä kuin avaruuden väreily.

Toisin oli neutronitähtien laita.

Pari sekuntia gravitaatioaaltojen jälkeen Yhdysvalloissa sijaitseva Fermi-laboratorio bongasi korkeaenergiaisen gammasäteilypurkauksen samasta suunnasta kuin minne gravitaatioaaltojen lähde oli paikannettu.

Gravitaatioaaltojen tarkkailijat voivat arvioida vain karkeasti kohteen sijaintia. Siksi havainnot muilla keinoin ovat kullanarvoisia.

Astronomit kiiruhtivat haravoimaan galakseja purkauksen tarkemmaksi paikantamiseksi.

Carnegien observatorion Swope-kaukoputki Chilessä oli yksi useista teleskoopeista, joita onnisti. Vajaat yksitoista tuntia gravitaatioaaltopurkauksen ohikulusta kaukoputkea käyttänyt ryhmä näki uuden kirkkaan kohteen galaksissa NGC 4993.

Kirkas kohde sai nimen Supernova Survey 17a, lyhyesti SSS17a.

Vielä ei silti ollut selvää, oliko kohde sama kuin se, joka sai aikaan gravitaatioaallot, kertoo löydössä mukana olleen Havaijin yliopiston tiedote.

Kyse saattaisi olla tähden räjähdyksestä, joka vain esiintyi samaan aikaan.

Kuusi tuntia Chilessä tehdyn havainnon jälkeen Havaijin yliopiston Pan-Starrs-obsevatorio jatkoi siitä, mihin Chilessä oli jääty.

Tutkijat Havaijilla saattoivat verrata uusia havaintojaan aiempiin. Vertailu paljasti, että kohteen hohde oli hiipunut ensimmäisistä havainnoista.

”Uuden astronomisen kohteen hiipuminen tätä tahtia on ennenkuulumatonta. Tämä on kilonovan merkki”, kertoo Pan-Starrs-observatorion johtaja Ken Chambers tiedotteessa.

Kilonova syntyy, kun kaksi erittäin tiheää kohdetta, kuten kaksi neutronitähteä tai neutronitähti ja musta aukko yhtyvät. Tapahtumassa purkautuu nopeasti hiipuvaa sähkömagneettista säteilyä.

Kilonova oli ensin sininen ja muuttui sitten punertavaksi. Värit kertoivat tapahtuman fysiikasta.

Tutkijoiden mukaan tällaisessa törmäyksessä syntyy myös raskaampia alkuaineita, kuten kultaa, hopeaa, tinaa tai platinaa.

”Neutronitähti on kuin valtavan suuri atomin ydin. Kun paiskaat kaksi sellaista valtavalla voimalla, ne menevät tuhannen päreiksi, ja siinä syntyy kaikenlaista tavaraa”, kuvailee teoreettisen fysiikan professori Kari Enqvist Helsingin yliopistosta.

Raskaampien alkuaineiden synty tähtien törmäyksessä on tunnettu tosiasia.

Keskeistä uusissa havainnoissa on Enqvistin mukaan pikemminkin se, että nyt yhtä ja samaa kohdetta pystyttiin katsomaan kolmella eri tavalla: gravitaatioaalloilla, gammasädepurkauksilla ja optisilla kaukoputkilla.

”Näitä nähdään varmaan lisää. Tämä on kuin ensimmäinen viinirypäle, joka on kypsynyt. Satoa korjataan vielä pitkään ja hartaasti.”
« Viimeksi muokattu: ti 17.10.2017, 11:13:10 kirjoittanut Spammiro Botti »