10 Dinge, die Sie über Gravitationswellen wissen wollen: von schwächsten Signalen und stärksten Ereignissen
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| Veröffentlicht: |
Berlin
Springer
[2017]
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Inhaltsverzeichnis
:■ 3
i V-
Vorwort. vii
Danksagung. ix
Akronyme. xi
1 Was sind Gravitationswellen?. 1
1.1 Was ist überhaupt eine Welle?. 1
1.2 Gravitation -b Welle = Gravitationswelle. 5
1.3 Einsteins Gravitationswellenformel. 11
2 Wie wirken Gravitationswellen auf mich und Materie?. 17
2.1 Kann eine Gravitationswelle zum Schwarzen Loch
kollabieren, Herr Schäfer? . 17
2.2 Schall und elektromagnetische Weilen. 21
2.3 Verformter Ring aus Testmassen. 23
2.4 Die Gravitationswelle und ich. 25
3 Wie kann man Gravitationswellen messen?. 27
3.1 Wie quetschen Sie Licht, Herr Willke?. 27
3.2 Webers Resonanzdetektor. 32
3.3 Das Michelson-Interferometer. 34
3.4 Was ist ein Laser?. 38
3.5 Laserpower von LIGO und GE0600 . 40
3.6 Noch mehr Tricks im Interferometer. 44
3.7 LIGOs Optik. 45
3.8 Gedämpfte Spiegel. 47
3.9 Nichts in der Röhre. 49
3.10 Der Trick höchster Präzision. 51
Xlll
xiv Inhaltsverzeichnis
4 Warum ist es so schwierig, Gravitationswellen zu messen? 53
4.1 Hätten Sie jemals an so einen Durchbruch geglaubt, Herr
Weiss?. 54
4.2 Das unmögliche Gravitationswellenexperiment . 59
4.3 Viel Rauschen, kein Lauschen. 62
4.4 Die Instrumente der Gravitationswellenjäger. 64
4.5 Gravitationswellendetektoren der nächsten Generation. 70
5 Welche kosmischen Quellen geben Gravitations wellen ab? 75
5.1 Welchen Lieblingsstern würden Sie gerne explodieren lassen,
Herr Müller?. 75
5.2 Paradebeispiel Doppelstern. 81
5.3 Gravit at ions wcllengruß aus dem Sonnensystem. 86
5.4 Weiße Zwerge ֊ echte Brummer!. 88
5.5 Tanz der Neutronensterne. 95
5.6 Raumzeitexplosionen Schwarzer Löcher.100
5.7 Die Schreie der Sternexplosionen.110
5.8 Übersicht kosmischer Quellen.118
6 Wie wurden Gravitationswellen indirekt mit Pulsaren
gemessen?.121
6.1 Was hat die Radioastronomie mit Gravitationswellen zu tun,
Herr Kramer?.122
6.2 Was ist ein Pulsar?.125
6.3 Durchbruch mit dem Hülse-Taylor-Pulsar.128
6.4 Gravitationswellenjagd mit Pulsaren: Puisât* Timing Arrays . . 138
7 Wie werden Gravitationswellen mit Computern berechnet? 145
7.1 Wie viele Gravitationswellen stecken in Ihrem Computer,
Herr Brügmann?.146
7.2 Einsteins Vorstoß: Wellenlösungen seiner Feldgleichung.153
7.3 Geballte Computerpower.154
7.4 Computersimulationen kollidierender Schwarzer Löcher.157
7.5 Die harten Nüsse der numerischen Relativitätstheorie.159
8 Welche Gravitationswellensignale hat man bislang
entdeckt?.165
8.1 Was fühlten Sie, als Sie die erste Gravitationswelle sahen,
Herr Drago?.166
8.2 Ein Tag im September 2015. .170
8.3 Die Pressekonferenz am 11. Februar 2016.173
8.4 GW150914: So klingen Schwarze Löcher.174
8.5 Von wo kam das Signal?.181
8.6 GW151226: Die zweite Welle.185
8.7 In memoriam: Ronald Drever.187
ichnis
[Warum will man Gravitationswellen überhaupt messen?
9.1 Was geht Ihnen bei diesem Wellensalat durch den Kopf,
S Herr Lesch?.
9.2 Geschlossene Fenster.
9.3 Ein Plädoyer für die Grundlagenforschung.
9.4 Ein Tor zum Kosmos der Gravitationswellen.
XV
189
189
194
198
199
10 Was wird man Neues mit Gravitationswellen entdecken
können?.201
10.1 Gibt es noch ungelöste Fragen bei den Gravitationswellen,
Herr Allen?.201
10.2 Die letzten Geheimnisse der Schwarzen Löcher.207
10.3 Jenseits von Einsteins Gravitation.211
10.4 Blick in die Neutronensterne.216
10.5 Die Enthüllung des dunklen Kosmos.218
’V 10.6 Das ultimative Rätsel vom Anfang von allem.223
Epilog. 231
Glossar.237
Literatur.243
Index. 249 |
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