Gravitationswellen: Live von der LIGO-Pressekonferenz (Fertig)
BLOG: RELATIV EINFACH
Hier blogge ich live beim Ansehen des Livestreams der LIGO-Pressekonferenz – als gelegentliche Auflockerung, während ihr Livestreams guckt (siehe unten). Chronologie: neueste Einträge zuerst. Die Seite sollte sich regelmäßig selbst neu laden.
17:41 …und der Webcast wird ausgeschaltet. Warum auch immer. Danke für’s mitlesen; später gibt es auf diesem Blog mehr, aber mit diesem Live-Blog höre ich jetzt auf!
17:40 Reitze: KAGRA ist unter der Erde, soll 2019 online gehen, hat einige Störungen weniger als LIGO [unter der Erde ist der Einfluss der seismischen Störungen geringer!], kühlt seine Spiegel. Für komplette Erfassung der Wellenform braucht man 4 Detektoren – dafür wird KAGRA dann wichtig!
17:39 Frage japanischer Journalist: Rolle der japanischen Detektoren? KAGRA?
17:38 Weiss betont, wie beeindruckend ist sei, dass das ganze immer noch auf den Einstein-Gleichungen von 1915 beruht.
17:37 Thorne: Wellen wären verzerrt worden, wenn das Gravitaton Ruhemasse ungleich Null hätte. Sind sie aber nicht. Das gibt die bisher beste Grenze für die Masse eines Graviton (des hypothetischen Quantenteilchens für die Gravitation)
17:36 Frage: Irgendwelche Konsequenzen für Quantengravitation?
17:35 Gonzalez betont Rolle der Zusammenarbeit, insbesondere wird Virgo wichtig sein, um Quellen lokalisieren zu können
17:34 Corriere de la Sera; Rolle der italienischen Wissenschaftler und Virgo?
17:34 Kip: Zuwachs an grundlegendem Verständnis, aber nichts praktisches für Zeitreisen!
17:33 Frage: Was heißt das für uns auf der Erde? Zeitreise und reisen mit hoher Geschwindigkeit? [Kichern auf dem Podium, “Kip, die Frage ist für dich”]
17:32 Reitze: Immense Menge an Informationen über die Quelle! [Naja, würde ich bezweifeln. Schwarze Löcher haben ja nun per Definition gar nicht soviele Eigenschaften. Zumindest nahe des Gleichgewichts.]
17:31 Thorne: Den wilden Sturm der Raumzeit, der sich bei der Verschmelzung abspielt!
17:30 Webcast-Frage, Christian Science Monitor: Was für Informationen über die dortigen Vorgänge enthalten die Wellenformen noch?
17:29 Reitze fügt an: Wenn die Detektoren bei geringeren Frequenzen empfindlicher werden (alles andere als einfach!), könnte man sogar noch massereichere Schwarze Löcher sehen.
17:28 Gonzalez: In der Tat 0,2 Sekunden Dauer des sichtbaren Signals. Das ist aber nur der letzte Rest der Verschmelzung. Zur Masse: Ja, für stellare Schwarze Löcher (Endzustand sehr massereicher Sterne) ist das relativ viel. Aber mit den bisherigen Röntgen-Beobachungen hätte man auch nicht damit rechnen können, diese Art von System (Doppel-Schwarzes-Loch) zu sehen.
17:27 Kanadischer Journalist: Dauer des Signals? Und sind das nicht sehr, sehr schwere Schwarze Löcher?
17:26 Thorne erwähnt, dass LISA den Frequenzbereich unterhalb von 10 Hz eröffnen wird, und da viele andere Phänomene zugänglich werden.
17:25 Weiss erwähnt LISA als Weltraumantenne. Aber NASA hat sich 2011 da herausgezogen. [Peinlich für NASA!] Europa hat alleine weitergemacht, und im Dezember LISA Pathfinder gestartet. Der Kompromiss beim europäischen System ist wahrscheinlich recht riskant. Viele von den Wissenschaftlern versuchen, die NASA wieder ins Boot zu bekommen. Weiss hofft, dass das klappt.
17:24 Thorne sagt: er nennt Rai nach wie vor den “primary inventor”, weil der in einem 1972-Paper bereits alle Störungsquellen, Gegenmaßnahmen und nötigen Empfindlichkeiten aufgelistet hat. Das ist für Thorne die Erfindung von LIGO. Das grundlegende Konzept gab es aber in der Tat schon 1962 in einem russischen Paper.
17:23 Rai Weiss etwas defensiv: Niemand sagt, dass nicht vorher schon jemand an interferometrische Detektoren gedacht hätte (Thorne wirft ein: Gertsenshtein).
17:22 TASS-Korrespondent fragt nach russischen Vorgängern beim Interferometerdesign, und fragt ob man weltraumgestützte Detektoren bauen sollte.
17:21 Thorne: Nach dem nächsten Upgrade deutlich empfindlicher, fast 30 Mal mehr Volumen, fast 30 Mal höhere Wahrscheinlichkeit, Signale zu finden. Unheimlicher Reichtum an Signalen, der da kommt!
17:20 Thorne: In dem gerade veröffentlichten Paper ist genau so eine Analyse dazu, wie häufig solche Signale sind. Zu erwarten, weitere Signale über das Jahr hinweg zu sehen. [Na, fragt mal jemand von den Journalisten, ob denn noch etwas gesehen wurde?]
17:19 Seth Borenstein (?): Nachdem das Signal so schnell gefunden wurde, was heißt das für die Häufigkeit solcher Signale? Mehr als gedacht? Oder unverschämtes Glück?
17:18 Thorne fügt hinzu: Signal ist gerade mal ein bisschen zu schwach, als dass man es mit der früheren LIGO-Version hätte sehen können. Offenbar eine Folge des Empfindlichkeitszuwachses von LIGO zu Advanced LIGO (aLIGO)
17:17 Weiss fügt hinzu: Viele, viele Hilfsinstrumente (Funksignale, seismische Signale etc.), die Störungen identifizieren können. Da wird zuerst nach Korrelationen gesucht, bevor man sich sicher ist, dass ein Signal echt ist.
17:17 Gonzalez führt hinzu: das war keine Injection. Ein Geschenk der Natur. Ein Signal, das man selbst mit bloßem Auge sehen konnte. Vieles von dem, was später gemessen wird, wird sehr viel undeutlicher sein!
17:16 Reitze antwortet: War zwar ein Test-Run, aber die Bedingungen waren die gleichen wie bei dem darauffolgenden Beobachtungsrun. Und ja, die ersten Reaktionen waren: Wow, kann das stimmen?
17:15 Davide Castelvecchi von Nature: Event wurde ja vor dem eigentlichen ersten Beobachtungsrun gefunden. Könnte das zu gut um wahr zu sein gewesen sein?
17:14 Zeit für Fragen!
17:13 Shout-out (neben vielen anderen) an Bruce Allen als Direktor des MPI für Gravitationsphysik. Ein Vertreter je für Deutschland, UK und Australien erwähnt. Cordova ermutigt die Journalisten, auch mit denen zu sprechen.
17:12 Viele Danksagungen und so weiter. Schauen wir noch ein bisschen ins Netz:
17:10 Zurück zu France Cordova, der NSF-Direktorin. Interessant: Virginia Trimble, die Witwe von Joseph Weber, war offenbar Teil des “Vorprogramms”, bevor der Livestream einsetzte.
17:06 Während Thorne weiter die Grundlagen erklärt, schonmal eine kleine Umschau.
17:03 Und die Pionierarbeit von Joe Weber wurde jetzt auch erwähnt. Außerdem die Pionierarbeiten bei den Interferometern, u.a. in Deutschland: das war Garching, Max-Planck-Institut für Quantenphysik (oder Vorgängerinstitut?)
17:02 Kip Thorne führt nachträglich Rai Weiss ein und erinnert an Ron Drever, der leider zu krank ist, um dabei zu sein.
17:02 Rai Weiss führt Kip Thorne ein. Mit einigen Nacherzählungen aus dessen wirklich sehr gutem Buch, “Black Holes and Time Warps”.
17:00 Wenn es die Technologie 1916 schon gegeben hätte, dann hätte schon Einstein LIGO entwickelt.
16:58 Live-Demonstration vom Resonanzverhalten eines Pendels. So entkoppeln die Spiegel weitgehend von der Umgebungsbewegung. LIGO hat 4 solcher Aufhängungen in Serie.
16:57 Jetzt zeigen sie einen schematischen Detektor, durch den sie Licht schicken. Aber sie ändern die Wellenlänge dabei nicht, soweit ich sehen kann. Hmpf.
16:56 10-21 Verzerrung: Auf Längen von 4 km wie bei LIGO 10-18 m. Das ist ein Millionstel Millionstel Millionstel Meter
16:52 Und jetzt der Mann, der diese Art von Detektor erfunden hat: Rai Weiss. Der sichtlich froh ist, das noch zu erleben! Und jezt erstmal von Einsteins Theorie erzählt. Und von der ganzen Vorgeschichte.
16:50 Lokalisierung ist mit nur zwei Detektoren sehr schwer. Richtung ungefähr die der Großen Magellan’schen Wolke
16:49 Now playing the chirp
16:47
Jetzt hat Gabriela auch die Massen genannt. Wie stark waren die Wellen nun, die hier auf der Erde angekommen sind? Hier ist die entsprechende Formel für zwei sich umkreisende Körper, entnommen aus diesem schönen Skript von Kostas Kokottas aus Tübingen:
h ist dabei die maximale relative Längenänderung zwischen frei fliegenden Testteilchen (vgl. meine Visualisierung hier; maximal gestreckter Zustand minus maximal gestauchter Zustand) bei Durchgang der betreffenden Welle, M=m1+m2 die Gesamtmasse des Systems, μ die reduzierte Masse μ=m1m2/M, f die Frequenz der Gravitationswelle und r der Abstand der Quelle. Dazu, wie die Verzerrungen aussehen hatte ich hier Animationen gemacht.
Hier geht es um zwei Schwarze Löcher mit den Massen m1= 29 und m2 = 36 und zwar im Abstand von 410 Mpc von uns. Die Frequenz dürfte das ganze LIGO-Band durchlaufen haben, von 100 Hz bis 7000 Hz; im obersten Bereich hätten wir daher h = 3 mal 10-20, im niedrigsten Bereich 2 mal 10-21.
16:45 Nachtrag: Hier das Gesamtbild
16:45 …und zeigt das Bild:
16:44 Gonzalez stellt die Detektoren vor.
16:43 Gabriela Gonzalez erzählt, wieviele da mitgemacht haben.
Die LIGO Scientific Collaboration besteht aus mehr als 1000 Menschen von mehr als 90 Institutionen in mehr als 15 Ländern. Vorhin hatte @LIGO gerade noch diese Zusammenstellung getweetet: 
16:42 Jetzt kommt Gabriela Gonzalez. Yay!
16:41 Reitze dankt der NSF für 40 Jahre geduldiger Gabe von Fördergeldern. So etwas langfristiges ist auch alles andere als selbstverständlich.
16:40
Abstand der sich umkreisenden Löcher von der Erde: mindestens 410 Mpc, entsprechend 1,3 Milliarden Lichtjahren (bzw. z=0,09, liefert Ned Wright’s Cosmology Calculator).
Zum Vergleich:
| Nächste größere Galaxie (Andromeda-Galaxie, M 31): | 2,5 Millionen Lichtjahre |
| Entfernteste Galaxie des Messier-Katalogs (M 58, hellste im Virgo-Haufen) | 60 Millionen Lichtjahre |
| Und nächster Galaxienhaufen: Virgo-Haufen | 60 Millionen Lichtjahre |
Bei 1,3 Milliarden Lichtjahren ist man also schon ziemlich weit draußen.
16:39 Jetzt Visualisierung der Gravitationswellen selbst
16:38 Erstes Mal, dass so eine Verschmelzung gesehen wurde! Größe der Schwarzen Löcher ca. 150 km – kommt hin mit den Gerüchten hin
16:37 Two discovery videos. First video shown.
16:36 War genau das Signal, dass die Allgemeine Relativitätstheorie für solche Verschmelzungen vorhersagt. Chirp!
16:35 Zwei verschmelzende Schwarze Löcher, 14. September 2015, beide Detektoren, Abstand 1,3 Milliarden Lichtjahre von der Erde
16:34 David Reitze: “Ladies and gentlemen: We have detected gravitational waves. We did it!”
16:33 Jetzt erstmal ein Einführungsvideo. Ist das Rai Weiss? “Nobody believed you could ever detect them”? Naja. Sehr amerikanisch, das ganze. Immerhin mit “16 countries” auch das internationale betont!
16:32 NSF gratuliert sich, zu recht, dass sie das Projekt so lange gefördert hat.
16:31 NSF-Direktorin Cordova begrüßt wiss. Gäste insbesondere auch von der Max-Planck-Gesellschaft.
16:30 Die Stühle sind gefüllt. Ganz rechts Kip Thorne. Die Dame in der Mitte ist Gabriela Gonzalez, Sprecherin der LSC
16:21 Der freundliche dunkelhaarige Mann ist Bruce Allen, einer der Direktoren am AEI in Hannover. Und das mit der Tonsur im dunklen Haar in der ersten Reihe dürfte AEI-Ex-Direktor Bernard Schutz sein.
16:18 Der Live-Feed auf YouTube (s.u.) ist jetzt live. Vier bislang leere Sessel auf der Bühne.
Livestream
Am wichtigsten ist es natürlich, selbst zuzusehen! Die LIGO Scientific Collaboration hat jetzt auch diese zwei Livestream-URLs öffentlich herumgeschickt:
YouTube channel: https://www.youtube.com/user/VideosatNSF/live
Onstream: https://www.webcaster4.com/Webcast/Page/219/13131
Hintergrundinformationen
Wer sich noch vorbereiten bzw. ein paar Grundlagen nachlesen möchte, hier meine bisherigen Beiträge:
Was sind eigentlich Gravitationswellen?
Gravitationswellendetektoren: Wie sie funktionieren
Gravitationswellen – warum die Aufregung?
Gravitationswellen: Fragen für die Pressekonferenz
Markus Pössel schrieb (11. Februar 2016):
> Live von der LIGO-Pressekonferenz […]
> 16:34 David Reitze: “Ladies and gentlemen: We have detected gravitational waves. We did it!”
Warum die Aufregung?
Wer könnte denn überhaupt unterscheiden, ob die paar Spiegel in Livingston bzw. in Hanford nicht stattdessen zwar immerhin ziemlich „unisono“, aber eben nur im Flachen herumgewackelt hätten??
1987, z.B., hat doch offenbar auch Einiges (so gut wie nur) unisono herumgewackelt …
Weil die Spiegel nicht irgendwie, sondern genau im Rhythmus einer (nicht unkomplexen) Wellenform gewackelt sind, wie man sie bei der Verschmelzung Schwarzer Löcher erwarten würde? Und dann noch bis ins Detail unisono? Und bei den Simulationen für “falschen Alarm”, die dort ja durchaus gemacht werden, herauskam, dass man solch ein Signal durch Zufall nur alle mehrere hunderttausend Jahre erwarten kann? Entsprechend mehr als 5 Sigma, was in der Physik allgemein als “gut genug”.
Insofern: weit mehr als nur ein vages “unisono herumwackeln”.
Markus Pössel schrieb (11. Februar 2016 17:55):
> Weil die Spiegel nicht irgendwie, sondern genau im Rhythmus einer (nicht unkomplexen) Wellenform gewackelt sind, wie man sie bei der Verschmelzung Schwarzer Löcher erwarten würde?
Ach so, deshalb …
Genau so hätten sie allerdings auch „schlicht im Flachen“ wackeln können, oder?
> Und dann noch bis ins Detail unisono? Und bei den Simulationen für “falschen Alarm”, die dort ja durchaus gemacht werden, herauskam, dass man solch ein Signal durch Zufall nur alle mehrere hunderttausend Jahre erwarten kann?
Tja, und wie oft rechnet man damit, dass dem Zufall ein wenig nachgeholfen würde, wie z.B. durch die erwähnte https://de.wikipedia.org/wiki/SN_1987A ?
Und gibt’s eigentlich Nobelpreise für Modell- bzw. Erwartungs-abhängige Messungen?? …
Na, vielleicht häufen sich ja im Laufe der Jahrzehnte noch Statistiken und Korrelationen an, um den ansonsten rätselhaften aber immerhin charakteristischen unisono-Wackeleien einen bestimmten Grund anzuheften.
Bis dahin können wir uns jedenfalls auf Synge verlassen (bzw. was MTW davon in Box 13.2 aufgeschnappt haben).
Frank Wappler schrieb (11. Februar 2016 18:22):
> […] auf Synge verlassen (bzw. was MTW davon in Box 13.2 aufgeschnappt haben).
Bitte um Pardon: Gemeint ist (wie stets) Box 13.1, in §13.2, MTW.
Auf Science gibts einen Artikel zu dem Wissenschaftler, der als erstes das Signal sehen durfte:
http://www.sciencemag.org/news/2016/02/here-s-first-person-spot-those-gravitational-waves
Er heisst Marco Drago, und das Signal hat er in seinem Buero im Max-Planck Institut fuer Gravitationsphysik in Hannover gesehen, wo scheinbar ein Teil der Datenanalyse gemacht wird.
Danke für den Hinweis! Wenn das stimmt (und sehe keinen Grund, dass nicht), dann hat im wesentlichen die ganze LIGO Scientific Collaboration seit Mitte September gewusst, dass da ein echtes Signal ist. Und weitgehend dichtgehalten. Respekt.
Am Abend des 11. Februar suchte ich mit Google nach “gw150914” und fand dabei nur einen einzigen Artikel: http://cplberry.com/2016/02/11/gw150914/
Eilmeldung:
möglicherweise hat Fermi zur selben Zeit + 0,4 sec einen begleitenden y-Ausbruch detektiert, Position paßt.
Das würde auf “Wallungen” in der Akkretionsscheibe hindeuten, Gravitationswellen (gravitational a~Rs/M) sind dort aber schon zu schwach.
Tippe mal auf gravity waves (Schwerebeschleunigungswellen), weil ja urplötzlich 3 Mo weg waren, also nach Δb~G*ΔM/D².
Zum Lesen http://gammaray.nsstc.nasa.gov/gbm/publications/preprints/gbm_ligo_preprint.pdf
Grüße Senf
Wir hatten eine Änderung von 10^-21 in der Länge beobachten können, Respekt! Es kam der Vergleich mit der Bestimmung der Entfernung zum nächsten Stern auf Haaresbreite genau. Wenn wir die Sache umdrehen und annehmen, wir befänden uns in Entfernung zum nächsten Stern zu einem solchen Ereignis, also ca. 4,2 Lichtjahre und nicht 1,3 * 10^9 Lichtjahre, würden wir die Änderung auf Haaresbreite, auf knapp. 0,1 mm im Abstand von 1 m haben. (Wirkung proportional zu 1/r^2). Nehmen wir an, dass keine weitere Materie beteiligt ist, die Sache also wirklich dunkel abläuft und nur Gravitationswellen abgestrahlt werden, würden wir dann etwas “in den Knochen” merken? Und in welcher Entfernung würde es wirklich gefährlich werden?
Da es bei den Verzerrungen um Amplituden geht und nicht um Intensitäten (Intensität proportional zu Amplitude im Quadrat), geht der Effekt wie 1/r, nicht wie 1/r^2. Wir müssten demnach schon arg nahe dran sein, damit wir direkt etwas mitbekämen, geschweige denn Schaden nähmen.
Dear Ligo
i am Gjafer Etemi from Neumarkt OPf. Germany. I wrote you to explain my Theory (Vision) about the all Univers. The Basic of that is the LIGO Project and the Higgs Elementarypart. I am since 1997 Astronom at Sternwarte Neumarkt OPf. I am the father of 4 Childs. I want contact with you directly to explain my Idea. my Number is +49 9181 461028.
Lot of Regards
Gjafa