Wie erkennt LIGO Gravitationswellen, wenn sie sowohl Raum als auch Zeit krümmen?

Bitte beachten Sie, dass dies keine Untersuchung der Technologiemechanismen ist, die LIGO verwendet, um Gravitationswellen zu erkennen. Außerdem bin ich kein Flat-Earther.

Ich beobachtete eine Debatte zwischen Physikern und Flacherden (die wussten, dass die Realität zur Debatte stehen könnte) und ein Punkt wurde von einem Flacherden angesprochen:

„Ein Kernaspekt von Einsteins Relativitätstheorie ist, dass Zeit und Raum in eine 4D-Raumzeit verwoben sind. Gravitationswellen verzerren also den Raum (die Entfernung der LIGO-Arme, die das Licht zurücklegen muss) und die Zeit (das Ticken von Uhren verlangsamt sich für Licht ) . Licht ist konstant, und Zeit und Raum krümmen sich entsprechend, um es konstant zu halten, daher können Sie kein Interferenzmuster erkennen --> Einstein hat sich geirrt (wenn sie etwas erkennen, was bedeutet, dass die Lichtgeschwindigkeit nicht konstant war, und wenn sie es nicht tun, dann ist die allgemeine Relativitätstheorie falsch).

tl;dr die Verkrümmung des Raums wird durch die Dilatation der Zeit aufgehoben (um die Lichtgeschwindigkeit konstant zu halten), sodass das Photon immer in Phase ist und kein Interferenzmuster zu sehen ist.

Ich weiß, dass an diesem Argument etwas SEHR falsch ist, aber leider bin ich in der speziellen und allgemeinen Relativitätstheorie nicht gut genug studiert, um es herauszufinden. Meine Vermutung ist, dass die Verzerrung der Zeitkomponente der Raumzeit für Photonen irrelevant ist, da sie keine Zeit erfahren ... sie bewegen sich rein durch den Raum. Ich finde unbefriedigend, weil die Messungen in unserem Bezugssystem gemacht werden, nicht in dem der Photonen.

Ich bin mir nicht einmal sicher, ob der Mann das herausbekommt, also habe ich den Link eingefügt: https://www.youtube.com/watch?v=_ZnAvjzjTBY (Der Streit findet um 20:35 statt)

Im Wesentlichen ein Dupe von physical.stackexchange.com/q/153657/25301 und den darin verlinkten Qs.
Ironischerweise war Einstein viele Jahre davon überzeugt, dass Gravitationswellen nur unphysikalische Koordinatenänderungen seien. Also – und ich hoffe, das schockiert niemanden – es kann sein, dass diese Flacherdler sich einem gewissen Revisionismus hingeben. (Obwohl ich fairerweise glaube, dass er schließlich zum richtigen Ergebnis gekommen ist)
„Ich finde unbefriedigend, weil die Messungen in unserem Bezugssystem gemacht werden, nicht in dem der Photonen.“ - Um sicher zu sein, und wie hier so oft gesagt wurde , gibt es kein Trägheitsbezugssystem, in dem Photonen ruhen - keine Trägheitsuhren und Lineale, die in Bezug auf ein Photon ruhen.
Aniekan "Meine Vermutung ist, dass die Verzerrung der Zeitkomponente der Raumzeit für Photonen irrelevant ist, da sie keine Zeit erfahren", stimmt, tun sie nicht, aber das hat nichts mit der Zeitverzögerung durch die Gravitation zu tun. Dies bezieht sich auf die verstrichene Eigenzeit, die ein Beobachter für Licht misst, das nahe einer Masse durch die gekrümmte Raumzeit wandert. Weitere Informationen finden Sie unter Shapiro-Zeitverzögerung . Dieser Effekt ist bei der winzigen „Raumverkrümmung“ durch eine Gravitationswelle absolut vernachlässigbar.

Antworten (1)

Die Detektion einer am Interferometer vorbeilaufenden Gravitationswelle ist im Wesentlichen eine Längenmessung mittels Lasertechnik. Aufgrund der Krümmung der Raumzeit fällt die Streckung des einen Arms mit der Schrumpfung des anderen Arms aufgrund einer winzigen Verschiebung (Schwingung) der Spiegel zusammen. Die Messung basiert also auf dem Vergleich zweier gleichzeitig unterschiedlicher Längen. Die Phase des Photons spielt keine Rolle, weil die Frequenz des Laserlichts viel viel höher ist als die der Gravitationswelle. Daher ist die Wellenperiode der Gravitationswelle viel länger als die des Lichts.

Ein weiterer Aspekt ist, dass die Lichtlaufzeit entlang der Arme und des Rückens im Vergleich zur Phasenänderung der Gravitationswelle sehr kurz ist. Da sich die Lichtgeschwindigkeit nicht ändert, wird somit eine Nettodifferenz der Lichtlaufzeit gemessen.

Insofern ist mein jetziges laienhaftes Verständnis von Ligo als großem Interferometer, bei dem irgendwie eine Armveränderung durch einen "aufgehängten" Spiegel zustande kommt, durchaus richtig. Rechts?
Und zweiter Zweifel: Ich war versucht, stattdessen die Wellenlänge zu strecken, aber dies sollte keinen Einfluss auf die unterschiedlichen Lichtperioden und GW haben. Ist es so? Vielen Dank im Voraus
Hallo, Alchimista, ja, der hängende Spiegel, der sich horizontal im freien Fall befindet, verfolgt die Änderung der Entfernung aufgrund der vorbeiziehenden Gravitationswelle. Und diese Änderung wird anhand der Lichtlaufzeit des Laserpulses am jeweiligen Arm und Rücken gemessen, sodass eine entsprechende Änderung der Leuchtdauer nicht relevant ist. Beachten Sie auch, dass dieser Zeitraum um viele Größenordnungen kürzer ist als der des GW.
Wie erkennt LIGO Gravitationswellen, wenn sie sowohl Raum als auch Zeit krümmen?
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