Gravitatiegolven

3ddb2e1134323e66442d7bdc2c9717fa?s=47 Bart Buelens
November 09, 2013

 Gravitatiegolven

Presentatie voor Vendelinus, Genk, 9 nov 2013. Trefwoorden: sterrenkunde, astronomie, kosmologie.

3ddb2e1134323e66442d7bdc2c9717fa?s=128

Bart Buelens

November 09, 2013
Tweet

Transcript

  1. 3.

    Algemene relativiteitstheorie  Einstein, 1916 definitieve versie  Ook foton,

    zonder massa, wordt beïnvloed door gravitatie  Massa vervormt ruimte-tijd continuüm  1919 – Eddington verifieert afbuigen van licht in buurt van massa (zon), tijdens eclips
  2. 7.

    Wat zijn gravitatiegolven?  Golven die drager zijn van gravitatie-energie

    ontstaan door versnelling van massa  Veranderingen in gravitatieveld  “Rimpels” in ruimte-tijd continuum  Bestaan ervan voorspeld door Einstein in ART in 1916  1974, Hulse en Taylor, indirecte waarneming  Gravitatiegolven nog niet direct gemeten
  3. 9.

    Kenmerken gravitatiegolven  Planten zich voort aan lichtsnelheid  Gaan

    onveranderd door materie  Veroorzaken heel kleine uitrekking en inkrimping
  4. 11.

    Detectie  Bijvoorbeeld massa’s op 100 km van elkaar 

    Diameter van een proton, ong. = 105 ∆ ≅ 10−21 = 10−16 10−15
  5. 15.

    De Virgo detector  In buurt van Pisa, Italië 

    Operationeel sinds 2003  Armen 3 km lang  Met spiegels: elke laserstraal tot 120 km lang  Gevoelig/nauwkeurig tot  Ligt nu stil wegens upgrade, herstart 2015 ℎ = 5 ∗ 10−22
  6. 16.
  7. 17.

    Welke bronnen te detecteren?  Dubbelsystemen, vooral met neutronensterren en/of

    zwarte gaten: periodieke golven  makkelijkst te vinden  Einstein@home  Botsingen, supernovae: eenmalige golf  Tijdens inflatie na oerknal: ongestructureerd  Ook Planck missie (ESA) zou deze kunnen meten
  8. 18.

    Frequenties  10−16 < < 104  Huidige aardse detectoren

    10 < < 103; vooral dubbelsystemen met neutronensterren en zwarte gaten  Hogere frequentie: supernovae  Lagere frequentie: “oer-golven” (inflatie), gewone dubbelsterren
  9. 20.
  10. 21.

    Andere detectoren  Interferometers  LIGO (2 locaties in VS)

     GEO (Duitsland)  TAMA (Japan)  Aigo (Australie)  Pulsar methode  Resonant Mass Detectors
  11. 22.

    Combineren van detectoren  Makkelijker signaal van ruis te scheiden

     Detecties verifiëren  Richting van bron bepalen via triangulatie
  12. 23.

    BlackGEM Array  O.a. Radboud Universiteit  20 telescopen (60cm

    spiegels), Chili  Bronnen van gravitatiegolven onderzoeken na detectie met VIRGO en LIGO (die richting aangeven)  Operationeel 2017
  13. 24.

    Problemen detectoren  Gezocht signaal is zwak  Veel ruis

     O.a. seismische storingen  Lengte van armen van detectoren beperkt
  14. 25.
  15. 26.

    LISA  Laser Interferometer Space Antenna  Drie units 

    5 miljoen km van elkaar  Elke unit fungeert als centraal element:  Drie interferometers  Geen seismische storing  Lange armen: heel gevoelig
  16. 28.

    LISA Mission status  Eerste idee jaren ‘70, concreter jaren

    ‘90  2004: Formeel ESA-NASA plan  2011: NASA geeft op wegens te duur  ESA herdoopt LISA tot NGO, New Gravitational wave Observatory  2012: NGO niet geselecteerd voor definitiefase; verliest van JUICE  Nu: consortium eLISA (evolved LISA)  NASA: atoomdetector
  17. 30.

    LISA pathfinder  ESA missie te lanceren in 2015 

    Demonstratie van LISA technologie:  Detectie gravitatiegolven  Positionering van tuig  Duurzaamheid componenten  Een arm: 35 cm i.p.v. 5 miljoen km  In baantje om L1 te brengen  Extensie: bewijzen dat MOND niet(?) klopt
  18. 31.

    Het belang van detectie  Inzicht en kennis  Bevestiging

    ART  Nieuw “venster” om heelal waar te nemen  gravitatietelescoop
  19. 32.

    Referenties & bronnen  “Ear on the universe”, New Scientist,

    21 Sept 2013  “An ear to the Big Bang”, Sci. Am., Oct 2013  http://www.ligo.org  http://www.virgo.infn.it/  http://hemel.waarnemen.com (Marc van der Sluys)  http://www.astro.ru.nl  http://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_wave  www.elisascience.org  http://sci.esa.int/lisa, http://sci.esa.int/ngo/  Leif Podhajsky (foto eerste slide, bij artikel NS)