Gravitationswellen und der Urknall

Auf der Ligo-Website heißt es: „Die Erkennung der Relikt-Gravitationswellen des Urknalls wird es uns ermöglichen, weiter in die Geschichte des Universums zurückzublicken als je zuvor.“

Ich finde das rätselhaft. Wie kann eine Gravitationswelle, die ungefähr zur gleichen Zeit und am gleichen Ort entsteht wie die Teilchen, aus denen ihr Detektor besteht (dh im Urknall), nachgewiesen werden? Um eine einfache Analogie zu verwenden: Eine Explosion in einem Elektroniklager verursacht einen Lichtblitz und Teile von Elektronikgeräten werden verstreut. Diese Teile werden dann zu einer Kamera zusammengesetzt, die die Explosion fotografieren kann. Ich bin verwirrt!

Antworten, die für einen Physikunterricht der High School geeignet sind, werden sehr geschätzt.

Sie könnten genau das gleiche Argument für den kosmischen Mikrowellenhintergrund verwenden. Der Urknall ist keine Explosion in einen anderen Raum.
Rob, ich glaube nicht, dass das OP vom CMB weiß. Und wenn Sie sich nicht fragen, ob der Urknall eine Explosion im Weltraum war oder nicht, sondern nur denken, dass es eine Explosion war, denke ich, dass es schwierig ist, nach früheren Antworten zu suchen. Ich denke, deshalb gibt es so viele verwandte Fragen zu diesem Thema.
Aber vielleicht hätte ich, anstatt die Frage zu beantworten, eine vorherige Antwort finden und erklären sollen, warum sie auch die Frage des OP beantwortete.

Antworten (1)

Erstens hat sich der Urknall nicht an einem Punkt im Weltraum ereignet, von dem aus wir reisen. Urknall war die Erschaffung des Weltraums. Dieser Raum hat sich seitdem immer weiter ausgeweitet, sodass die Entfernungen zwischen allem größer werden, aber der Urknall geschah genau dort, wo Sie sich befinden, wo sich die Andromeda-Galaxie befindet, wo sich GN-z11 befindet, und so weiter.

Seitdem hat sich das Universum weiterentwickelt. Wenn wir wissen wollen, wie Galaxien 13,8 Milliarden Jahre (Gyr) nach dem Urknall aussehen, können wir uns einfach in unserer Nachbarschaft umsehen. Wenn wir zu weit wegschauen, sehen wir keine 13,8 Gyr alten Galaxien, weil das Licht einige Zeit gebraucht hat, um uns zu erreichen. Wenn wir also Galaxien sehen wollen, die 12,8 Gyr alt sind, schauen wir einfach 1 Milliarde Lichtjahre entfernt; Wenn wir 10 Gyr alte Galaxien sehen wollen, sehen wir (ungefähr) 3,8 Milliarden Lichtjahre entfernt aus und so weiter. † Auf diese Weise blicken wir in die Vergangenheit zurück.

Wenn wir weit genug wegschauen, könnten wir im Prinzip 13,8 Gyr in der Zeit zurückblicken. Wir stehen jedoch insofern vor einem Problem, als das Universum bis zu seinem Alter von 380.000 Jahren für das Licht undurchsichtig war (warum das so ist, ist eine andere Geschichte). Es war jedoch nicht undurchlässig für Gravitationswellen. Und da angenommen wird, dass viele GWs während der Epoche namens Inflation entstanden sind, die für die Expansion des Universums verantwortlich war und die Sekundenbruchteile nach der Entstehung des Weltraums stattfand, sagen wir, dass GWs die Möglichkeit bieten, nachzusehen den ganzen Weg zurück zum Urknall.

† Dies ist etwas ungenau, da Galaxien nicht sofort nach dem Urknall entstanden sind und da nicht alle Galaxien gleichzeitig entstanden sind. Aber um des Arguments willen, tun wir so, als wären sie es.

Das ist so verwirrend (zumindest für mich). Meinst du nicht, dass der BB vor 14 Milliarden Jahren dort stattfand, wo wir (oder die Vorläufer der Milchstraße/des Sonnensystems/usw.) waren?
@iMerchant: Ja, BB ist überall passiert . Bei BB wurde der gesamte Raum geschaffen. Zu dieser Zeit war der gesamte Weltraum immens heiß und der gesamte Weltraum begann sich auszudehnen. Der Raum dehnt sich nicht zu etwas aus (wie eine Explosion), er dehnt sich einfach aus. Einige Zeit nach BB war der gesamte Weltraum ausreichend abgekühlt, um überall mit der Bildung von Galaxien zu beginnen. Keine dieser Galaxien befindet sich im Zentrum oder am Rand einer Explosion. Oder man könnte sagen, alle sind es. So wie kein Mensch behaupten kann, im Zentrum der Erdoberfläche zu sein. Oder man könnte sagen, alle können es.
Ich dachte, alles, laut BB, expandierte schnell von einer unendlich kleinen Singularität und war super heiß, dann abgekühlt, wie Sie sagten. (Klingt für mich "explosiv") Wollen Sie damit sagen, dass alle ursprünglichen Bestandteile der Milchstraße zum Beispiel die Größe von weniger als einem Nadelstich hatten? Mit anderen Worten, wenn das heutige MW zur Zeit des BB existiert hätte, hätte es auf einen Stecknadelkopf gepasst, den ich in der Hand halten kann? Oder sagen Sie, die Terminologie von "The Big Bang" sei etwas irreführend oder nicht gerade die beste Beschreibung / der beste Titel dessen, was die Theorie beschreibt?
Aber andererseits habe ich einen Buchhaltungshintergrund, nicht Astrophysik. Ich kenne mich mit all dem nicht besonders gut aus, war aber schon immer von Natur aus neugierig auf Sachen.
@iMerchant: Das beobachtbare Universum – dh der Teil, den wir sehen können (und in dem wir zentriert sind, weil wir in alle Richtungen gleich weit sehen können) – ist endlich, und bei BB war es ein Nadelstich. Der Rest des Universums kann endlich oder unendlich sein. Wenn es endlich ist, dann war das ganze Universum ein Nadelstich bei BB, der einen noch kleineren Nadelstich enthielt, der "unsere" Blase ist, die wiederum den Samen für das MW enthielt. Kein Nadelstich, der sich in einem leeren Raum ausdehnt, sondern ein Nadelstich, der alles war, was ist, und sich dann ausdehnt. [Fortsetzung unten]
Wenn andererseits das Universum unendlich ist, dann wurde es unendlich geboren, aber unsere Blase war immer noch ein Nadelstich innerhalb des unendlich großen und extrem dichten Universums. Dieses unendlich große Universum dehnte sich aus, wieder nicht in irgendetwas, sondern nur … nun ja, dehnte sich aus. Aber unser beobachtbares Universum war schon immer endlich.
Gravitationswellen und der Urknall
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