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LIGO liefert lustig laufend lauter Laserlichtdetektionen

Von / 30. Mai 2019 / 75 Kommentare
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Eine der fernsten Quellen von Gravitationswellen liegt im Sternbild Andromeda: S190519bj vom 19. Mai 2019. Bild: LIGO (gracedb.ligo.org), S190519bj [bayestar.fits.gz], gemeinfrei.

Was macht eigentlich LIGO, das Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory? Gab es anlässlich der im September 2015 erfolgten Entdeckung der ersten Gravitationswellen von einer Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher noch den Nobelpreis und sorgte das erste im elektromagnetischen Medium entdeckte Pendant der Verschmelzung zweier Neutronensterne noch für großes Aufsehen, so ist es in den letzten Wochen ruhiger geworden, obwohl LIGO am 1. April den aktuellen Beobachtungslauf gestartet hat – und diesmal werden die Ergebnisse nicht per Embargo bis zur offiziellen Veröffentlichung zurückgehalten, sondern live ins Netz gestellt.

Die beiden LIGO-Standorte in Hanford (Washington, USA) und Livingston (Louisiana, USA) und ihr europäisches Partnergerät VIRGO in Santo Stefano a Macerata (nahe Pisa, Italien) entdecken Gravitationswellen mittlerweile mit einer Regelmäßigkeit, dass die Presse kaum noch darüber berichtet. Was ist passiert?

 

Gravitationswellen am Fließband

LIGO wird zwischen den einzelnen Beobachtungsläufen kontinuierlich verbessert. Die Geräte sind bereits seit 2007 im Einsatz, aber erst ihr Upgrade zum Advanced LIGO (advanced = engl. fortgeschritten) erlaubte die erste Entdeckung von Gravitationswellen 2015. Das Upgrade bestand in erster Linie aus einem Spiegel zur Rückgewinnung des im ursprünglichen Gerät nach der Überlagerung verloren gegangenen Lichts (power recycling), mit dem sich das Gerät nebenbei auch auf bestimmte Frequenzen abstimmen lässt. Weiterhin wurden der 10W-Laser durch einen 200-W-Laser ersetzt, die Masse der Spiegel an den langen Enden der Interferometerarme fast vervierfacht, was sie unempfindlicher gegen seismische Vibrationen macht, sowie die zu ihrer Aufhängung verwendeten Metalldrähte durch elastischere aus Fiberglas ersetzt, was die Spiegel besser isoliert.

Nach dem ersten 4-monatigen Beobachtungslauf von A-LIGO, der insgesamt drei Ereignisse aufspürte (eines davon wurde erst nachträglich 2019 als astrophysikalisch eingestuft), wurden weitere Verbesserungen implementiert und zum Schluss das VIRGO-Gerät mit in die Beobachtungen einbezogen, was dann in Lauf Nr. 2 vom 30. November 2016 bis 25. August 2017 die Beobachtung der Neutronensternverschmelzung am 17. August 2017 sowie von 7 weiteren Verschmelzungen Schwarzer Löcher ermöglichte.

Auch in der Beobachtungspause zwischen dem zweiten und dem aktuellen dritten A-LIGO-Lauf, vom 25. August 2018 bis zum 31. März 2019, wurden wieder Verbesserungen durchgeführt: die Laserleistung wurde verdoppelt und 5 von 8 Spiegeln durch solche höherer Qualität ersetzt, was die Reichweite noch einmal um 40% steigerte. 40% mehr Reichweite bedeuten aber fast 3mal soviel überwachtes Volumen und entsprechend mehr potenziell detektierbare Ereignisse. Lieferte Lauf 2 noch rund ein Ereignis pro Monat, so sind es im aktuellen Lauf schon 13 in 7 Wochen, die 2 mit dem kürzesten Abstand binnen 5 Stunden, wobei alle vorläufig erst Kandidatenstatus haben und deswegen noch als “Superevents” mit Katalognummern beginnend mit S (statt GW – Gravitational Wave) geführt werden (Events sind einfache Trigger einzelner Detektions-Verarbeitungspipelines, von denen mehrere zusammenfallen müssen, um ein Superevent zu ergeben). 3 von ursprünglich 16 Supervents wurden nach näherer Analyse als terrestrische Störungen eingestuft.

 

Stecknadel im Galaxienhaufen

Superevents werden sofort als Rundschreiben (Zirkular) im Gamma-ray Burst Coordinates Network (GCN-circular) veröffentlicht, um schnellstmöglich mit der Suche nach elektromagnetischen Gegenstücken beginnen zu können. Solche sind allerdings nur zu erwarten, wenn mindestens eines der Objekte ein Neutronenstern ist, den es vor der Verschmelzung zerreisst und der dann eine Akkretionsscheibe um das Schwarze Loch oder den größeren Neutronensternpartner bildet, die hell aufleuchtet, wenn sie ihre Bewegungsenergie in Form von Radio-, Wärme-, Licht-, Röntgen- und Gammastrahlung loswird. LIGO und VIRGO können zusammen anhand der Zeitunterschiede, die zwischen den Detektionen der Geräte liegen, die ungefähre Richtung triangulieren, aber die Position ist meist um mehrere hundert bis tausend Quadratgrad ungenau bestimmt (ein Quadratgrad ist ungefähr so groß wie ein vier Monde einrahmendes Rechteck; die gesamte Himmelskugel umfasst 41253 Quadratgrad). Das Blickfeld von Teleskopen ist typischerweise kleiner als ein Quadratgrad, und dennoch findet man in den von LIGO und VIRGO erfassten Entfernungen darin tausende Galaxien, zu denen sich vielleicht ein zusätzliches Lichtpünktchen gesellt, das vorher nicht da war. Wenn ein Neutronenstern im Spiel ist. Insofern ist das Aufspüren elektromagnetischer Gegenstücke dieser Ereignisse kein Pappenstiel.

Wie sieht nun also die Ausbeute nach knapp 2 Monaten LIGO-Run 3 aus? Die LIGO-Auswertungssoftware berechnet Wahrscheinlichkeiten dafür, in welche Kategorie ein Superevent fällt:

  • Terrestrisch, also eine Erschütterung irdischen Ursprungs.
  • BBH = Binary Black Hole, das ist die Verschmelzung eines Doppelsystems schwarzer Löcher, die am häufigsten detektierte Quelle von Gravitationswellen, weil diese so stark sind, dass sie aus einem viel größeren Volumen aufgefangen werden können als andere Quellen.
  • NSBH = Neutron Star – Black Hole, ein Paar aus einem Schwarzen Loch und einem Neutronenstern, der vor dem Verschlucktwerden noch elektromagnetische Strahlung aussenden kann.
  • MassGap (Massenlücke): die Theorie der Schwarzen Löcher besagt, dass ein Neutronenstern von mehr als 3 Sonnenmassen zu einem Schwarzen Loch kollabieren muss, aber man hat bisher noch nie ein Schwarzes Loch von weniger als 5 Sonnenmassen gefunden (z.B. als Partner in einem Doppelsternsystem). Das könnte Zufall sein oder einen tieferen Grund haben. Um dies herauszufinden, hat man diese Klassifizierung eingeführt, die gezielt nach Schwarzen Löchern in der Massenlücke Ausschau hält.
  • Und schließlich BNS = Binary Neutron Star, die Verschmelzung zweier Neutronensterne, die als Kilonova aufleuchten sollte (vor allem als Gammastrahlenschauer),  in der Hoffnung, die Quelle ausfindig machen zu können.

Jedes Superevent erhält initial Wahrscheinlichkeiten in all diesen Kategorien von den Auswertungspipelines zugewiesen. Zusätzlich wird als Maß für die Konfidenz der Ereignisse die Rate von Fehlalarmen angegeben, d.h. innerhalb welchen Zeitraums man mit einer zufälligen Störung der gleichen Größenordnung rechnen kann. Eine solche Störung (bzw. mehrere unabhängige) muss übrigens fast gleichzeitig mindestens 2 der LIGO-VIRGO-Detektoren betreffen, um mit einem echten Ereignis verwechselt werden zu können, denn ein echtes Signal wird immer von mindestens zwei Detektoren beobachtet; wenn es schlecht läuft, könnte ein zufällig im 45°-Winkel einfallendes echtes Signal beim dritten Detektor unsichtbar bleiben, da es beide rechtwinklig zueinander stehenden Interferometerarme in genau gleicher Weise strecken und stauchen würde, was dann nicht zu dem für eine Detektion notwendigen Längenunterschied in den Armen führen würde – ein echtes Signal braucht also nicht alle drei Detektoren zu triggern.

 

Super Events!

Das folgende Bild zeigt 10 Superevents und eine Fehldetektion gleich zu Beginn des 3. Beobachtungslaufs bis zum 17. Mai 2019. Die meisten Ereignisse sind binäre Schwarze Löcher (überwiegend rote Kreise).

Das Ereignis S190412m hat eine extrem hohe Konfidenz mit einer Fehlalarmrate von 1 in 20 Trillionen (!) Jahren. Das Event, das sich in einer Entfernung von 2,7 Milliarden Lichtjahren zutrug, enthält laut GCN-Zirkular mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Komponente von rund 3 Sonnenmassen, es könnte sich also um einen Fall innerhalb der Massenlücke oder einen Neutronenstern handeln, allerdings gibt es keine Spuren eines Rests, der verzögert verschluckt wurde. Deswegen geht man von der Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher aus.

LIGO/VIRGO-Superevents des dritten Beobachtungslaufs bis zum 17. Mai 2019 (seitdem folgten 3 weitere, 2 davon am 21. Mai). Die Größe der verschiedenfarbigenden Segmente der als Tortendiagramme dargestellten Superevents geben die Wahrscheinlichkeiten für die einzelnen Kategorien an (siehe Artikeltext). Die Größe der Kreise gibt ihre Konfidenz an (Fehlalarmhäufigkeit von einem Jahr bis zu 1 Billion Jahren, siehe Skala rechts). Auf der x-Achse das Datum und auf der y-Achse die Leuchtkraftentfernung in Megaparsec. 3000 Mpc entsprechen fast 10 Milliarden Lichtjahren. Bild: Wikimedia Commons, Spto, CC BY-SA 4.0.

Das Ereignis S190425z geht mit mehr als 99% Wahrscheinlichkeit auf die Verschmelzung zweier Neutronensterne in 500±133 Millionen Lichtjahren Entfernung zurück. Leider war das Signal beim nicht so empfindlichen VIRGO-Detektor so verrauscht, dass die Quelle nur sehr schlecht lokalisiert werden konnte. Im riesigen Suchbereich von 7461 Quadratgrad befinden sich rund 45.000 Galaxien. Ein Gammasignal konnte leider auch nicht geortet werden, der einen Burst auslösende Jet ging offenbar nicht annähernd in unsere Richtung los und die Entfernung war zu groß (die 2017 geortete Neutronensternverschmelzung war nur 130 Millionen LJ entfernt). Bisher blieb die Suche nach einem elektromagnetischen Gegenstück leider erfolglos.

Nur einen Tag später wurde der nächste Kandidat S190426c entdeckt, der in einer Entfernung von 1200±300 Millionen LJ mindestens eine Komponente enthält, die kein Schwarzes Loch ist. Zwar ist die initiale LIGO-Wahrscheinlichkeit mit 49% am größten für die Verschmelzung zweier Neutronensterne, aber laut GCN-Zirkular ist das kleinere Objekt mit großer Konfidenz kleiner als 3 Sonnenmassen und die Wahrscheinlichkeit für den verzögerten Einfall von Restmaterial größer als 99%. Daher machte das Event einige Schlagzeilen in der Presse als mutmaßlich erste Verschmelzung eines Schwarzen Lochs mit einem Neutronenstern. Leider konnte auch hier kein optisches Gegenstück gefunden werden.

Am 17. Mai ging mit einer Entfernung von 9,6 Milliarden Lichtjahren das bis dahin fernste entdeckte Event S190517h ins Netz, nur um in jeweils 2 Tagen Abstand am 19. Mai von S190519bj  (10,3 Milliarden LJ) und am 21. Mai von S190521g (12,8 Milliarden LJ) übertroffen zu werden. Da es sich allerdings um Leuchtkraftentfernungen handelt, die aus dem 1/r²-Gesetz der “Helligkeits”-Abnahme errechnet sind, das die kosmische Expansion und Rotverschiebung z ignoriert, muss man die Zahl durch 1+z dividieren, um auf die Eigendistanz zu kommen, und z beträgt laut Ned Wright’s Cosmology Calculator für diese Entfernung ca. 0,65. Wir reden also von einer Eigendistanz von 7,75 Milliarden Lichtjahren und das Event fand vor 6,1 Milliarden Jahren statt. Trotzdem eine beachtliche Entfernung. LIGO horcht einen großen Teil des beobachtbaren Universums ab. Und mit weiteren Upgrades wird dieses Volumen in zukünftigen Läufen noch größer werden.

LIGO liefert also lustig laufend lauter Laserlichtdetektionen und es ist nur eine Frage der Zeit, bis die nächste Neutronenstern- oder NSBH-Verschmelzung entdeckt wird, für die dann auch eine leuchtende Quelle gefunden werden kann. Vielleicht ist sie schon gefunden, wenn Ihr diesen Artikel lest.

 

Referenzen

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Kommentare (75)

  1. #1 rolak
    30. Mai 2019

    Überaus überraschender Üpdate – danke dafür, denn diese dämlichen Nichtmeldungen sind auch an mir vorbeigegangen.

    Vielleicht ist sie schon gefunden

    Sehr schick den “This page changes after each Circular submission, so hit the <reload>button NOW”-Pass vom GCN Circulars Archive verlängert :•)

  2. #2 Spritkopf
    30. Mai 2019

    Es ist ja anzunehmen, dass die Empfindlichkeit von LIGO weiterhin stetig verfeinert wird und dass damit Schwarze Löcher noch genauer untersucht werden können, z. B., wenn BBH-Verschmelzungen, die relativ nah stattfinden, auch in jetzt noch nicht zugänglichen Frequenzbereichen verfolgt werden.

    Das ist das eigentlich Schöne: Wir stehen noch ganz am Anfang der GW-Astronomie und wissen noch gar nicht, was da noch alles bei herauskommt.

    (Und die Crackpots stehen mit Schaum vor dem Mund an der Seitenlinie und geifern: “Alles Lüge!”)

  3. #3 rolak
    30. Mai 2019

    → und geifern

    Solln sie nur – dann kann man ihnen mit ner ©Klage auf die Füße springen…

  4. #4 FrankhattekeineZeit
    Schwerte
    30. Mai 2019

    In welcher Form wurde das VIRGO geupgraded?
    Müßte es von der Sensitivität ähnlich empfindlich sein? Kann das VIRGO die schwächeren Binary Neutron Stars – Events auch detektieren?

  5. #5 Alderamin
    30. Mai 2019

    @FrankhattekeineZeit

    Wie man diesem Bildchen entnehmen kann, hinkt Virgo immer eine Empfindlichtkeitsstufe hinterher. VIRGO ist derzeit so empfindlich wie es LIGO beim letzten Run war, in dem die Neutronensternverschmelzung GW170817 entdeckt wurde (wenn ich mich recht entsinne, war das so ein Fall, wo für VIRGO das Signal in 45° Winkel einlief und gar keine Detektion erzeugte, womit dann aber dieser Winkel zu 45° angenommen werden und die Quelle korrekt geortet werden konnte). Aber eben nicht empfindlich genug für S190425z.

  6. #6 Chris
    30. Mai 2019

    Ich habe vorhin einen Schlagabtausch zwischen dir, alderamin, und einem “Einbaum” gelesen.

    Ich glaub aus 2014.

    Thema Klimawandel.

    Seine Antithesen hast du gut und ausführlich zerschlagen.

    Ich habe bei dem Thema auch erhebliche Skepsis.

    Entweder überschätzen wir unseren Einfluss oder…was noch viel schlimmer wäre: wir unterschätzten ihn!

    Aber bei aller Erkenntnis:
    Noch 10 Generationen “weiter so”, oder 20 Generationen in Öko-Armut?

    Eine EEG-Umlage bspw. sorgt doch schon jetzt bei uns für knusprige Preise(oder habe ich da etwas falsch verstanden?)

    Sorry. Total OT.
    Wollte nur an den “Einbaum-Battle” erinnern 😀

  7. #7 schorsch
    31. Mai 2019

    Als im November 1919 die Ergebnisse der Eddington-Expedition zur Sonnenfinsternis im Mai desselben Jahres bekanntgegeben wurden, hat sich auch Nobelpreisträger Albert Michelson (der mit dem Äther und dem Michelson–Morley Experiment) zu Wort gemeldet und erklärt, dass ‘wer zur Relativitätstheorie steht, auch akzeptieren muss dass
    – ein Zollstock (yardstick), in Ost-West-Richtung gehalten, kürzer ist, als in Nord-Süd-Richtung gehalten
    – eine bewegte Uhr langsamer geht, als eine ortsfeste Uhr
    – eine Masse in Bewegung größer ist, als die gleiche Masse in Ruhe

    Aus heutiger Sicht ist das jetzt nichts besonderes, die meisten halbwegs gebildeten Menschen kennen diese Forderungen aus der Relativitätstheorie. Und was die bewegten Uhren angeht – hätte Michelson nur vier kurze Jahrzehnte länger gelebt, hätte er den experimentellen Beweis der Richtigkeit dieser Behauptung noch miterlebt.

    Um jetzt auf LIGO zu kommen: Wäre dieser Versuchsaufbaus, bzw. das dort verwendete interferometrischen Verfahren heute in der Lage, die Längenkontraktion des Zollstocks in bewegter (dank Erddrehung) Ost-West-, bzw. relativ dazu ruhender Nord-Süd-Lage experimentell nachzuweisen? Oder ist das noch einmal eine andere Grössenordung?

  8. #8 alex
    31. Mai 2019

    @schorsch:
    Wenn ich mich nicht verrechnet habe, gibt es am Äquator wegen der Erddrehung eine Lorentz-Kontraktion in einer Größenordnung von 10^(-12). Bei LIGO werden deutlich kleinere relative Längenänderungen gemessen.

    Aber: Der Zollstock müsste ja drehbar sein, was den Versuchsaufbau deutlich verkompliziert.

    Und noch viel wichtiger: Die Lorentz-Kontraktion gibt an, wie viel kürzer eine Länge für einen relativ bewegten Beobachter erscheint. Im mitbewegten System gibt es diesen Effekt nicht. Um überhaupt etwas messen zu können, müsste sich also entweder der Zollstock oder das Messgerät nicht mit der Erde mitdrehen. Ich kann mir nur schwer vorstellen, wie das funktionieren soll.

  9. #9 Herr Senf
    2. Juni 2019

    heute nächste BBH99% https://gracedb.ligo.org/superevents/S190602aq/view/

  10. #10 Frank Wappler
    3. Juni 2019

    Alderamin schrieb (30. Mai 2019):
    > […] Events sind einfache Trigger einzelner Detektions-Verarbeitungspipelines, von denen mehrere zusammenfallen müssen, um ein Superevent zu ergeben
    > […] Die LIGO-Auswertungssoftware berechnet Wahrscheinlichkeiten dafür, in welche Kategorie ein Superevent fällt:

    > • Terrestrisch, also eine Erschütterung irdischen Ursprungs.
    > • BBH = Binary Black Hole, das ist die Verschmelzung eines Doppelsystems schwarzer Löcher, die am häufigsten detektierte Quelle von Gravitationswellen […]
    > • NSBH = Neutron Star – Black Hole, ein Paar aus einem Schwarzen Loch und einem Neutronenstern, der vor dem Verschlucktwerden noch elektromagnetische Strahlung aussenden kann.
    > • MassGap (Massenlücke): […] ein Schwarzes Loch von weniger als 5 Sonnenmassen
    > • Und schließlich BNS = Binary Neutron Star, die Verschmelzung zweier Neutronensterne, die als Kilonova aufleuchten sollte (vor allem als Gammastrahlenschauer) […]

    Können (quasi-periodische) Erschütterungen der LIGO- bzw. VIRGO-Detektoren die Trigger-Bedingungen eines “Superevents” erfüllen (bzw. eventuelle entsprechende Veto-Bedingungen “überstehen”), die nicht zwangsläufig anschließend als “Erschütterung irdischen Ursprungs” kategorisiert würden ?

    Falls eine quasi-periodische Erschütterung als “Superevent” detektiert würde, aber nicht als “Erschütterung irdischen Ursprungs” kategorisiert würde, fiele sie dann zwangsläufig in (mindestens) eine der verbleibenden vier o.g. Kategorien ?

  11. #11 Alderamin
    3. Juni 2019

    @Frank Wappler

    Können (quasi-periodische) Erschütterungen der LIGO- bzw. VIRGO-Detektoren die Trigger-Bedingungen eines “Superevents” erfüllen (bzw. eventuelle entsprechende Veto-Bedingungen “überstehen”), die nicht zwangsläufig anschließend als “Erschütterung irdischen Ursprungs” kategorisiert würden ?

    Offenbar, wenn die Signale hinreichend verrauscht sind und an allen Detektoren ungefähr gleichzeitig auftreten. Denn mehrere Events wurden ja nachträglich als terrestrisch eingestuft. Kleine Erschütterungen gibt es ja auf der Erde andauernd, dann müssen halt nur zufällig an jedem Detektor zur nahezu gleichen Zeit welche auftreten. Die Statistik-Daten geben für jedes Event eine “False Alarm Rate” an, die besagt, in welchem Intervall bzw. mit welcher Frequenz eine zufällige Störung das Superevent ausgelöst hätte, und bei den zurückgezogenen Events lag die Rate bei ca. 1/Jahr. Bei den besten Ereignissen liegt sie bei 1/Tera-Jahr.

    Falls eine quasi-periodische Erschütterung als “Superevent” detektiert würde, aber nicht als “Erschütterung irdischen Ursprungs” kategorisiert würde, fiele sie dann zwangsläufig in (mindestens) eine der verbleibenden vier o.g. Kategorien ?

    Es wird für jedes Ereignis die Wahrscheinlichkeit jeder Kategorie angegeben. Jede Ereignis fällt ein bisschen in jede Kategorie, nur ist die Wahrscheinlichkeit der meisten in einer Kategorie sehr groß und in anderen klein. Bei einer Fehlkategorisierung würde das terrestrische Superevent dann eine geringere zugewiesene Wahrscheinlichkeit einer terrestrischen Herkunft als die einer anderen Kategorie haben.

  12. #12 Karl Mistelberger
    mistelberger.net
    4. Juni 2019

    > #7 schorsch, 31. Mai 2019
    > Um jetzt auf LIGO zu kommen: Wäre dieser Versuchsaufbaus, bzw. das dort verwendete interferometrischen Verfahren heute in der Lage, die Längenkontraktion des Zollstocks in bewegter (dank Erddrehung) Ost-West-, bzw. relativ dazu ruhender Nord-Süd-Lage experimentell nachzuweisen? Oder ist das noch einmal eine andere Grössenordung?

    LIGO ist denkbar ungeeignet, die Vorhersagen der Speziellen Relativitätstheorie zu überprüfen.

    Seit dem Michelson-Morley Experiment ist viel geschehen und die Motivation für eine penible Überprüfung ist hoch, siehe https://arxiv.org/pdf/1403.7377.pdf Seite 11.

  13. #13 Frank Wappler
    4. Juni 2019

    Alderamin schrieb (#11, 3. Juni 2019):
    > […] wenn die Signale […] an allen Detektoren ungefähr gleichzeitig auftreten

    Konkret von Interesse wären Erschütterungs-Signale, die ungefähr (oder auch ganz genau) so auftreten wie alle Signale, die “von einer astrophysikalischen Quelle ausgingen”;
    bzw. schlicht: Erschütterungs-Signale, die “von einer astrophysikalischen Quelle ausgingen”.

    (Konkretere Bedingungen an die entsprechende “ungefähre Gleichzeitigkeit” der Detektions-Anzeigen der Detektoren lassen sich jeweils aus den räumlichen Abständen zwischen den mindestens drei Detektoren und den zeitlichen Lorentzschen Distanzen zwischen den mindestens drei Detektions-Ereignissen herleiten …)

    > [… und] wenn die Signale hinreichend verrauscht sind

    ???
    Falls ein in Betracht stehendes “ungefähr gleichzeitig aufgetretenes” Erschütterungs-Signal nicht “hinreichend verrauscht” wäre, sondern z.B. als sehr deutliches/unverrauschtes “Chirp”-Muster registriert wurde (natürlich mit konsistentem bzw, so gut wie gleichem Amplitude-als-Funktion-der-Frequenz-Verlauf in allen Detektoren) —
    würde es dann (im Sinne meiner Frage #10)

    – die Trigger-Bedingungen eines “Superevents” nicht erfüllen (bzw. ein “Veto” auslösen),

    oder

    – zwar die Trigger-Bedingungen eines “Superevents” erfüllen (und kein “Veto” auslösen), aber (mit hoher Wahrscheinlichkeit) als “Terrestrisch, also eine Erschütterung irdischen Ursprungs” kategorisiert werden ??

    > Kleine Erschütterungen gibt es ja auf der Erde andauernd […] Die Statistik-Daten geben für jedes Event eine “False Alarm Rate” an, die besagt, in welchem Intervall bzw. mit welcher Frequenz eine zufällige Störung das Superevent ausgelöst hätte, und bei den zurückgezogenen Events lag die Rate bei ca. 1/Jahr. Bei den besten Ereignissen liegt sie bei 1/Tera-Jahr.

    Von besonderem Interesse ist (natürlich) der Überschuss gegenüber “zufälligen Störungen” und/oder “Superevents irdischen Ursprungs“;
    und offenbar haben die LIGO-Detektoren mittlerweile einen derartigen Überschuss an Signalen registriert.

    Wie groß (wenigstens ungefähr) ist der Anteil von Erschütterungs-Signalen an diesem Überschuss ?

  14. #14 Frank Wappler
    4. Juni 2019

    Frank Wappler schrieb (#13, 4. Juni 2019):
    > (Konkretere Bedingungen an die entsprechende “ungefähre Gleichzeitigkeit” der Detektions-Anzeigen der Detektoren lassen sich jeweils aus den räumlichen Abständen zwischen den mindestens drei Detektoren und den zeitlichen Lorentzschen Distanzen zwischen den mindestens drei Detektions-Ereignissen herleiten …)

    Die betreffenden Detektions-Ereignisse wären allerdings i.A. raumartig (oder “höchstens” lichtartig bzw. Signalfront-artig) voneinander getrennt; und die entsprechenden Lorentzschen Distanzen wären demnach alle Null.

    Spezifische Bedingungen an die “ungefähre Gleichzeitigkeit” der Detektions-Anzeigen der Detektoren, von Signalen, die “von einer astrophysikalischen Quelle ausgingen”, lassen sich stattdessen jeweils aus den räumlichen Abständen zwischen den mindestens drei Detektoren und den Raum-Zeit-lichen Intervallen s^2 zwischen den mindestens drei Detektions-Ereignissen (bzw. allgemeiner aus Werten raumartiger Abstände zwischen Ereignissen “im Krummen”) herleiten …

  15. #15 Frank Wappler
    7. Juni 2019

    Frank Wappler schrieb (#14, 4. Juni 2019):
    > […] Spezifische Bedingungen an die “ungefähre Gleichzeitigkeit” der Detektions-Anzeigen der Detektoren, von Signalen, die “von einer astrophysikalischen Quelle ausgingen”, lassen sich […]

    Eine konkrete Bedingung hinsichtlich dreier Detektorsysteme, A, B, X sowie der Intervalle (im Flachen) zwischen je drei entsprechenden Detektions-Ereignissen \varepsilon_{\alpha}, \, \varepsilon_{\beta}, \, \varepsilon_{\xi} wäre z.B., dass der Wert

    \text{ArcCos} \! \! \left[ \, \left( \, \, \begin{vmatrix} 0 & s^2[ \, \varepsilon_{\alpha}, \, \varepsilon_{\beta} \, ] & s^2[ \, \varepsilon_{\alpha}, \, \varepsilon_{\xi} \, ] & 1 \cr s^2[ \, \varepsilon_{\alpha}, \, \varepsilon_{\beta} \, ] & 0 & s^2[ \, \varepsilon_{\beta}, \, \varepsilon_{\xi} \, ] & 1 \cr s^2[ \, \varepsilon_{\alpha}, \, \varepsilon_{\xi} \, ] & s^2[ \, \varepsilon_{\beta}, \, \varepsilon_{\xi} \, ] & 0 & 1 \cr 1 & 1 & 1 & 0 \end{vmatrix} \, {\huge/} \, \begin{vmatrix} 0 & (AB)^2 & (AX)^2 & 1 \cr (AB)^2 & 0 & (BX)^2 & 1 \cr (AX)^2 & (BX)^2 & 0 & 1 \cr 1 & 1 & 1 & 0 \end{vmatrix} \, \, \right)^{\! \! (1/2)} \, \right]

    eine reelle Zahl ist, die dann als Wert des “Einfallswinkel \phi der Signalfront bzgl. der Detektorebene” angesprochen werden könnte.

    (Dabei ist es natürlich unerheblich, ob die betreffende Signalfront mit (schon im obigen ScienceBlogs-Artikel erwähnten) “Erschütterungen” verbunden gewesen wäre, oder nicht. Mit den gegenwärtig von LIGO eingesetzten Zwei-Arm-Interferometern ließe sich das ja rein interferometrisch offenbar auch gar nicht unterscheiden; sondern wohl erst mit Fünf-Punkt-Zehn-Arm-Interferometer-Systemen, die z.B. in der Weiterentwicklung von LISA realisiert werden könnten.)

  16. #16 Frank Wappler
    https://www.tutorialspoint.com/latex_equation_editor.htm
    7. Juni 2019

    Frank Wappler schrieb (#14, 4. Juni 2019):
    > […] Spezifische Bedingungen an die “ungefähre Gleichzeitigkeit” der Detektions-Anzeigen der Detektoren, von Signalen, die “von einer astrophysikalischen Quelle ausgingen”, lassen sich […]

    Eine konkrete Bedingung hinsichtlich dreier Detektorsysteme, A, B, X sowie der Intervalle (im Flachen) zwischen je drei entsprechenden Detektions-Ereignissen \varepsilon_{\alpha}, \, \varepsilon_{\beta}, \, \varepsilon_{\xi} wäre z.B., dass der Wert

    \text{ArcCos} \! \! \left[ \! \sqrt{ \begin{vmatrix} 0 & \! s^2[ \, \varepsilon_{\alpha}, \, \varepsilon_{\beta} \, ] \! & \! s^2[ \, \varepsilon_{\alpha}, \, \varepsilon_{\xi} \, ] \! & 1 \cr s^2[ \, \varepsilon_{\alpha}, \, \varepsilon_{\beta} \, ] \! & 0 & \! s^2[ \, \varepsilon_{\beta}, \, \varepsilon_{\xi} \, ] \! & 1 \cr s^2[ \, \varepsilon_{\alpha}, \, \varepsilon_{\xi} \, ] \! & \! s^2[ \, \varepsilon_{\beta}, \, \varepsilon_{\xi} \, ] \! & 0 & 1 \cr 1 & 1 & 1 & 0 \end{vmatrix} {\huge/} \begin{vmatrix} 0 & (AB)^2 & (AX)^2 & 1 \cr (AB)^2 & 0 & (BX)^2 & 1 \cr (AX)^2 & (BX)^2 & 0 & 1 \cr 1 & 1 & 1 & 0 \end{vmatrix} } \, \right]

    eine reelle Zahl ist, die dann als Wert des “Einfallswinkel \phi der Signalfront bzgl. der Detektorebene” angesprochen werden könnte.

    (Dabei ist es natürlich unerheblich, ob die betreffende Signalfront mit (schon im obigen ScienceBlogs-Artikel erwähnten) “Erschütterungen” verbunden gewesen wäre, oder nicht. Mit den gegenwärtig von LIGO eingesetzten Zwei-Arm-Interferometern ließe sich das ja rein interferometrisch offenbar auch gar nicht unterscheiden; sondern wohl erst mit Fünf-Punkt-Zehn-Arm-Interferometer-Systemen, die z.B. in der Weiterentwicklung von LISA realisiert werden könnten.)

  17. #17 Alderamin
    7. Juni 2019

    @Frank Wappler

    Falls ein in Betracht stehendes “ungefähr gleichzeitig aufgetretenes” Erschütterungs-Signal nicht “hinreichend verrauscht” wäre, sondern z.B. als sehr deutliches/unverrauschtes “Chirp”-Muster registriert wurde (natürlich mit konsistentem bzw, so gut wie gleichem Amplitude-als-Funktion-der-Frequenz-Verlauf in allen Detektoren) —
    würde es dann (im Sinne meiner Frage #10)

    – die Trigger-Bedingungen eines “Superevents” nicht erfüllen (bzw. ein “Veto” auslösen),

    oder

    – zwar die Trigger-Bedingungen eines “Superevents” erfüllen (und kein “Veto” auslösen), aber (mit hoher Wahrscheinlichkeit) als “Terrestrisch, also eine Erschütterung irdischen Ursprungs” kategorisiert werden ??

    ??? Ein sehr deutliches, unverrauschtes Signal, das im passenden Zeitabstand bei allen Detektoren registriert würde, würde als astrophysikalisch klassifiziert werden und je nach der Länge mit großem Wahrscheinlichkeitswert in genau eine der entprechenden Kategorien eingeteilt werden (Neutronensternverschmelzungen dauern wegen der kleineren Massen und damit größeren Umlaufzeiten z.B. deutlich länger als die von binären Schwarzen Löchern). Nur verrauschte Signale werden möglicherweise falsch oder ambivalent kategorisiert. Ist beim Digitalfunk genauso – verrauschte Bits oder Symbole können fehldetektiert werden.

    Von besonderem Interesse ist (natürlich) der Überschuss gegenüber “zufälligen Störungen” und/oder “Superevents irdischen Ursprungs“;
    und offenbar haben die LIGO-Detektoren mittlerweile einen derartigen Überschuss an Signalen registriert.

    Wie groß (wenigstens ungefähr) ist der Anteil von Erschütterungs-Signalen an diesem Überschuss ?

    Superevents irdischen Ursprungs sind laut Liste (erste Referenz unter Artikel) deutlich in der Minderheit. Events irdischen Ursprungs könnten in der Überzahl sein, aber die Datenbank spuckt sie nicht aus (obwohl man sie als Suchkategorie auswählen kann). Demzufolge: Ich weiß es nicht.

    Spezifische Bedingungen an die “ungefähre Gleichzeitigkeit” der Detektions-Anzeigen der Detektoren, von Signalen, die “von einer astrophysikalischen Quelle ausgingen”, lassen sich stattdessen jeweils aus den räumlichen Abständen zwischen den mindestens drei Detektoren und den Raum-Zeit-lichen Intervallen s^2 zwischen den mindestens drei Detektions-Ereignissen (bzw. allgemeiner aus Werten raumartiger Abstände zwischen Ereignissen “im Krummen”) herleiten …

    Alle Detektoren können von einem astrophysikalischen Signal gleichzeitig getroffen werden, wenn es normal zur von den drei Detektoren aufgespannten Ebene einläuft. Die Laufzeitverzögerung zwischen den Detektoren mit dem kleinsten Abstand (Hanford-Livingston) kann maximal deren räumlichem Abstand dividiert durch die Lichtgeschwindigkeit sein. Alles, was auf dieser Strecke mehr Laufzeitunterschied hat, scheidet als astrophysikalisches Signal aus.

  18. #18 Karl Mistelberger
    mistelberger.net
    7. Juni 2019

    Wesentlich flüssiger als einige der Kommentare hier liest sich: https://www.ligo.caltech.edu/system/media_files/binaries/301/original/detection-science-summary.pdf

  19. #19 Frank Wappler
    11. Juni 2019

    Alderamin schrieb (#17, 7. Juni 2019):
    > [… »Wie groß (wenigstens ungefähr) ist der Anteil von Erschütterungs-Signalen an diesem Überschuss gegenüber “zufälligen Störungen” und/oder “Superevents irdischen Ursprungs“ ? « …]
    > […] Demzufolge: Ich weiß es nicht.

    Danke für diese öffentliche Bekundung von Aufrichtigkeit.
    Demgegenüber erstaunlich ist allerdings, dass z.B. jene, die einen Nobelpreis für die “Beobachtung von Gravitationswellen” schon ausgeteilt haben, offenbar doch zu wissen vorgeben, dass dieser fragliche Anteil wesentlich kleiner als 100 % ist.

    p.s.
    > Alle Detektoren können von einem astrophysikalischen Signal gleichzeitig getroffen werden, wenn es normal zur von den drei Detektoren aufgespannten Ebene einläuft.

    Richtig.
    Umgekehrt war allerdings von (einem geeigneten Sinn von) “fast gleichzeitig” (s. obigen ScienceBlog-Artikel) bzw. “ungefähr gleichzeitig” (s. Kommentar #11) die Rede,
    als es um die Beurteilung ging, ob es sich bei drei bestimmten Detektions-Anzeigen um Wahrnehmungen eines bestimmten “astrophysikalischen Signals” gehandelt haben konnte, oder ausdrücklich nicht.

    > Die Laufzeitverzögerung zwischen den Detektoren mit dem kleinsten Abstand (Hanford-Livingston) kann maximal deren räumlichem Abstand dividiert durch die Lichtgeschwindigkeit sein.

    “Laufzeitverzögerung zwischen den Detektoren” ?? …
    Jedenfalls sollten alle drei entsprechenden Ereignisse (die Detektor-Anzeigen enthielten, die den Wahrnehmungen einer bestimmten “Phase” der Signalfront zugeordnet wurden) paarweise Raum-artig voneinander getrennt sein; oder “höchstens” Licht- bzw. Signalfront-artig, was dann ggf. auch damit zusammenhängt, wie “räumliche Abstände” zwischen diesen Detektoren zu ermitteln wären.
    Dass der “Einfallswinkel \phi der Signalfront bzgl. der Detektorebene” entsprechend der oben (#16) gezeigten Definition einen reellen Wert hat, stellt allerdings eine noch schärfere Bedingung dar.

  20. #20 Obraxis
    11. Juni 2019

    Was ist eigentlich dran, an dem neuem Artikel bei Heise zum Thema Ligo?

    https://www.heise.de/tp/features/Fake-News-aus-dem-Universum-4442282.html

    Lt. Unzicker hat das PROJEKT nichts mehr neues zu melden XD

  21. #21 Alderamin
    11. Juni 2019

    @Obraxis

    Ach, der Unzicker wieder, der zickt immer rum. Er sagt, da werde nichts gefunden. Wie oben zu sehen wird andauernd was gefunden, nur bisher keine optischen Gegenstücke.

    Zum Ersten: die sind nur bei Verschmelzungen mit wenigstens einem Neutronensternpartner zu erwarten, und das waren bisher maximal 3 von 17 Events.

    Zum Zweiten: Die verbesserte Empfindlichkeit hat nun den Bereich der Gravitationswellendetektionen wesentlich vergrößert, d.h. die gesuchten Objekte (Kilonovae) sind weiter entfernt, lichtschwächer und schwerer aufzuspüren. Kilonovae heißen so, weil sie nicht so hell sind wie Supernovae. In dem entsprechenden Radius gibt es Unmengen an Galaxien, die man alle auf Veränderungen absuchen muss, und der Suchbereich ist teilweise riesig, siehe oben.

    Zum Dritten: ein Gammaburst, den man gut lokalisieren könnte, erfordert, dass der Jet des bei der Verschmelzung akkretierten Materials wenigstens grob in unsere Richtung weist. Das wird im Allgemeinen nicht der Fall sein, da gehört dann auch etwas Glück dazu.

    Daher würde ich nach bisher 3 möglichen, aber nicht gefundenen optischen Gegenstücken nicht gleich Zeter und Mordio rufen. Die LIGO-/VIRGO-Detektionen an sich sind ja schon interessant, weil sie statistische Daten über die Anzahl und Größer binärer Schwarzer Löcher bzw. anderer Kombinationen kompakter Objekte liefern. Daher kann man den Telepolis-Artikel mit einem Schulterzucken ignorieren. Das nächste Multi-Messenger-Event wird kommen, mit ziemlich hoher Wahrscheinlichkeit in den nächsten paar Monaten.

  22. #22 UMa
    11. Juni 2019

    Eine Verschmelzung zweier Neutronensterne in nur 40 Mpc Entfernung, wie bei GW170817, ist ein seltener Glücksfall, der nicht jedes Jahr zu erwarten ist.

    Damals konnte man die Position auf 28 bis 31 Quadratgrad am Himmel eingrenzen, dank der Nähe und 3 Detektoren online. Das geringe Suchfeld und die Nähe hat die Suche nach einem optischen Signal sehr erleichtert.

    Beim bisher besten Signal im O3 am 25. April war leider der Hanford-Detektor gerade offline. Daher die unsichere Position von 7461 Quadratgrad, zusätzlich die größere Entfernung etwa 155 Mpc, man kann ja nicht den ganzen Himmel nach einem so schwachen Signal absuchen. Die anderen beiden Kandidaten bisher waren noch weiter weg.

    Ich denke wir können froh sein, wenn sich im gesamten O3 eine Neutronensternverschmelzung unter 100 Mpc ereignet. Die Häufigkeit von Neutronensternverschmelzungen dürfte nach den bisherigen Ergebnissen des O3 eher im unteren Bereich der aus dem O2 ermittelten Häufigkeit liegen. Damit ist die mittlere Entfernung, auch bei verbessertem Detektor, einfach größer.

  23. #23 Konrad
    Darmstadt
    11. Juni 2019

    @Alderamin
    Zugegebenermaßen bin ich inhaltlich weder kompetent noch unparteiisch: Ich bin kein Physiker (sondern arbeite in einer harten Naturwissenschaft :-)), und zu Unzicker stehe ich im kollegialen Emailkontakt, der von einer gewissen Sympathie getragen wird.
    Trotzdem kann ich Ihre Erwiderung auch bei bemühter Distanz nicht sehr überzeugend finden. Was das Inhaltliche angeht, stützt sich Unzicker ja auf veröffentlichte, begutachtete Arbeiten der AG Jackson und auf einen New Scientist-Artikel – der erste Teil seines Artikels ist ja quasi eine Übersetzung davon. Damit steht das “Ur-Ereignis” schon mal ziemlich im Zweifel. Und für alles weitere nennt er eine Reihe von Argumenten, auf die man besser eingehen sollte.
    Und was das Formale betrifft: Wer lesen kann, weiß, dass “wird andauernd was gefunden, nur bisher keine optischen Gegenstücke”, “würde nicht gleich Zeter und Mordio rufen” und “das nächste Multi-Messenger-Event wird kommen” sich sehr nach Pfeifen im Walde anhört, und eher nicht nach bombiger Zuversicht.

  24. #24 Alderamin
    12. Juni 2019

    @Konrad

    Zugegebenermaßen bin ich inhaltlich weder kompetent noch unparteiisch: Ich bin kein Physiker (sondern arbeite in einer harten Naturwissenschaft :-)), und zu Unzicker stehe ich im kollegialen Emailkontakt, der von einer gewissen Sympathie getragen wird.

    Hmm, das sind keine idealen Voraussetzungen für eine sachliche, fachliche Diskussion, aber ich versuch’s mal.

    Trotzdem kann ich Ihre Erwiderung auch bei bemühter Distanz nicht sehr überzeugend finden.

    Schade!

    Was das Inhaltliche angeht, stützt sich Unzicker ja auf veröffentlichte, begutachtete Arbeiten der AG Jackson und auf einen New Scientist-Artikel – der erste Teil seines Artikels ist ja quasi eine Übersetzung davon.

    Der keine wissenschaftliche Arbeit ist. Und in dem folgendes steht:

    There is other evidence to suggest that at least one of the later detections came from a gravitational wave. On 17 August 2017, the orbiting Fermi telescope saw a burst of electromagnetic radiation at the same time as the LIGO and Virgo detectors picked up a signal. Analysis of all the evidence suggests that both signals came from the brutal collision of two neutron stars.

    The double whammy makes LIGO’s detection seem unequivocal. Even here, though, the Danish group is dissenting. They point out that the collaboration initially registered the event as a false alarm because it coincided with what’s known as a “glitch”. The detectors are plagued by these short, inexplicable bursts of noise, sometimes several every hour. They seem to be something to do with the hardware with which the interferometers are built, the suspension wires and seismic isolation devices. Cornish says that LIGO analysts eventually succeeded in removing the glitch and revealing the signal, but Jackson and his collaborators are again unconvinced by the methods used, and the fact there is no way to check them.

    What are we to make of all this? Nothing, apparently. “The Danish analysis is just wrong,” insists Cornish. “There were very basic mistakes.” Those “mistakes” boil down to decisions about how best to analyse the raw data.

    Damit steht das “Ur-Ereignis” schon mal ziemlich im Zweifel.

    Um es nochmal klar zu sagen: am 17. August 2017 haben LIGO und VIRGO ganz eindeutig die Gravitationswellen einer Neutronensternverschmelzung gemessen, die nur 2 Sekunden später als Gammastrahlenschauer registriert wurde und einige Stunden später auch optisch aufgespürt wurde, und zwar da, wo die Detektoren das Signal gefunden haben. Unzicker und das dänische Team um Jackson können gerne darauf bestehen, dass dies ein unglaublicher Zufall sei, aber für so gut wie jeden anderen ist ganz offensichtlich, dass der Detektor funktioniert. Ob das “Ursignal” GW150914 damit eine Fehldetektion war oder nicht, spielte danach gar keine Rolle mehr.

    Der Newscientist-Artikel ist außerdem vom Oktober 2018 und behandelt die aktuellen Messungen überhaupt nicht.

    Und für alles weitere nennt er eine Reihe von Argumenten, auf die man besser eingehen sollte.

    Verschwörungstheorien über fremdeingespeiste Signale – wer hat denn soviel kriminelle Energie, dass er an zwei Standorten in den USA und in Italien Signale einspeist, um Detektionen vorzutäuschen, und warum?

    Dass das ursprüngliche Signal trotz erhöhter Empfindlichkeit immer noch das stärkste gewesen sei, sei merkwürdig. Nun ja, mit einem wenig empfindlichen Detektor kann man halt nur starke Signale empfangen. Dafür empfängt man jetzt zehnmal so viele. Natürlich sind die im Schnitt schwächer, was denn sonst? Es wird erst seit 2 Monaten gemessen, damals dauerte die Messkampagne ein halbes Jahr!

    Dass die LIGO-Detektion erst 4h nach dem Gammaburst gefunden worden sei – spielt keine Rolle, wenn die Daten von LIGO 4 h zur Auswertung gebraucht haben (manche Signale werden heute wochenlang analysiert), und die gleiche Position ergeben haben, müsste ja schon mutwillige Fälschung im Spiel sein, um die Detektion irregulär zu machen – womit wir wieder bei den Verschwörungstheorien wären. Dass der Autor der Alarmmeldung die Identifikationsnummer der GW nachträglich vor den Betreff setzen ließ, wird schon als vedächtig angesehen – meine Güte, damit ändert sich doch die Aussage des Alarms in keinster Weise.

    Dann wird ein Paper zitiert, dass angeblich die Erklärung von GW170817 durch verschmelzende Neutronensterne in Zweifel zieht. Der Abstract gibt aber lediglich her, dass die Verschmelzungsrate, die im LIGO/VIRGO-Papier genannt wird, nach Meinung der Autoren zu hoch sei und in einer alten Galaxie unerwartet. Nach dem Motto, unser Modell sagt was anderes als die Daten voraus, also müssen die Daten falsch sein. Wobei auf der Basis einer einzigen Detektion keine tolle Statistik erstellt werden kann.

    Und am Schluss dann ein Seitenhieb auf die derzeitige, vermeintlich intransparente Weise der Auswertung und Veröffenlichung der Daten (die vorher unter Embargo lag und jetzt live erfolgt), ihre Benennung (als ob die Klassifizierung als Kandidat mit vorläufiger Nummer in irgendeiner Weise unüblich wäre).

    Und am Ende zweifelt er gar die Existenz von Gravitationswellen überhaupt an:

    Wenn die Laboratorien weiterhin nichts sehen, was andere überprüfen können, deutet dies auf ein nur scheinbar unbefriedigendes, aber vielleicht sehr wichtiges Resultat der technischen Wunderwerke hin: dass es vielleicht doch gar keine Gravitationswellen gibt.

    Was absurd ist, denn nicht nur hat GW170817 sie nachgewiesen, sondern der Doppelpulsar PSR 1913+16 hatte diesen Beleg schon lange vorher geliefert.

    Statt konkreter Rechnungen stehen in dem Artikel nur Mutmaßungen und Verdächtigungen, die an der Integrität der Forscher rütteln sollen. Schauen wir uns die Ergebnisse der O3-Kampagne doch noch einmal an:

    17 Superevents, davon 3 als nicht überzeugend von der LIGO/VIRGO-Kollaboration ausgeschlossene, verbleiben 14. Davon 3 mögliche Kandidaten, die überhaupt optische Gegenstücke hätten liefern können:
     

    • S190425z mit einer Entfernung von 500 Millionen Lichtjahren – dreimal so weit entfernt und damit ca. 10-mal schwächer als GW170817 und von VIRGO nicht registriert, daher ein Suchbereich von 7500 Quadratgrad, das sind 38200 Vollmondflächen – nach GW170817 hat man in nur 150 Vollmondflächen suchen müssen und 10 Stunden gebraucht.
    • S190426c, mit 1200 Millionen Lichtjahren noch deutlich weiter weg als S190425z; Kilonovae haben eine absolute Helligkeit von -13m bis -16m, und der Entfernungsmodul von 1200 Millionen Lichtjahren beträgt 37,8 Größenklassen – man kann also mit einer erwarteten Helligkeit von 24,8 Größenklassen rechnen. Die meisten Suchen in den GCN-Meldungen gehen aber nur knapp über 20-21m. Und das bei einem Suchfeld von 1131 Quadratgrad = ca. 6000 Vollmondflächen.
    • S190510g, mit 58% Wahrscheinlichkeit eines terrestrischen Signals und bei kosmischer Herkunft immer noch knapp 750 Millionen Lichtjahren Entfernung.

     

    Keiner der drei möglichen Kandidaten hatte eine realistische Chance, optisch aufgespürt zu werden. Und alle anderen Ereignisse sind grundsätzlich nicht aufspürbar, da Schwarze Löcher.

    Und was das Formale betrifft: Wer lesen kann, weiß, dass “wird andauernd was gefunden, nur bisher keine optischen Gegenstücke”, “würde nicht gleich Zeter und Mordio rufen” und “das nächste Multi-Messenger-Event wird kommen” sich sehr nach Pfeifen im Walde anhört, und eher nicht nach bombiger Zuversicht.

    Abgesehen davon, dass ich keine Grund habe, im Wald pfeifen zu müssen – es ist ja nicht meine Theorie, wie viele Neutronensternverschmelzungen im Weltall stattfinden, ich habe da keinerlei Aktien drin und werde genau so darüber berichten, wenn sich die Erwartungen zerschlagen sollten – sehe ich überhaupt keinen Grund dafür, zum jetzigen Zeitpunkt schon Abgesänge auf LIGO/VIRGO anzustimmen, wenn das Gerät zu Beginn der dritten Beobachtungsphase am laufenden Band wichtige statistische Daten über die Häufigkeit der Verschmelzung kompakter Objekte liefert. Verschwörungstheorien über vorgebliche Verschleierungen und Fälschungen von Ergebnisse (alleine schon der Titel: “Fake News aus dem Universum?“) halte ich hingegen für vollkommen absurd.

    Und den Unzicker-Text für ein sehr trauriges Pamphlet der Stimmungsmache gegen die moderne Forschung und integre Wissenschaftler. Ein Dokument auf Telepolis, das sich an Laien richtet, die selber nicht in der Lage sind, die Haltlosigkeit der Vorwürfe einzuordnen und bei denen dann zwangsläufig ein sehr schlechtes Bild der Wissenschaft hängen bleibt. Der Wissenschaft, die uns gerade vor dem Klimawandel, der Impfmüdigkeit oder der Homöopathie warnt.

    Außer sich selbst tut Unzicker damit niemandem einen Gefallen. Im Gegenteil, diese Zündelei halte ich für brandgefährlich.

  25. #25 nur Consuela
    13. Juni 2019

    @Alderamin: Als zumeist stiller Mitleser darf ich dir hiermit nicht nur für deine großartigen Blog-Einträge, sondern insbesondere auch für deine ausführlichen und immer sachlichen Entgegnungen in den Kommentaren danken – wie gerade eben hier geschehen.
    Wissenschaftskommunikation, wie sie sein soll. Weiter so!

  26. #26 Frank Wappler
    13. Juni 2019

    Alderamin schrieb (#24, 12. Juni 2019):
    > Um es nochmal klar zu sagen: am 17. August 2017 haben LIGO und VIRGO ganz eindeutig die Gravitationswellen einer Neutronensternverschmelzung gemessen, die nur 2 Sekunden später als Gammastrahlenschauer registriert wurde und einige Stunden später auch optisch aufgespürt wurde, und zwar da, wo die Detektoren das Signal gefunden haben.

    Um es nochmal deutlich auszudrücken:
    LIGO und VIRGO haben gar nicht die mess-technischen Mittel, um unterscheiden zu können,
    ob die interferometrischen Signale, die sie am 17. August 2017 aufgezeichnet haben und deren astro-physikalische Quelle wie beschrieben identifiziert wurde, durch Erschütterungen der Detektor-Bestandteile eintraten, oder durch (per Definition Erschütterungs-freie) Passage von Gravitationswellen.

  27. #27 Herr Senf
    13. Juni 2019

    Gravitationswellen sehen “so” aus, Erschütterungen sehen “anders” aus – unterscheidbar.
    Erschütterungen werden gedämpft, LIGO mißt nicht im seismischen Bereich.
    Parallel wird ein Vergleichskatalog mit Mustern von glitches erstellt – zum Mitmachen.
    Außerdem erfaßt aktive Meßtechnik sonstige “Erschütterungen” zwecks Rückregelung.

  28. #28 Herr Senf
    13. Juni 2019

    Zu den Ursachen von Blip glitches https://arxiv.org/abs/1901.05093 gucken:
    ” … however the physical causes of the majority of blips remain unclear. … ”
    Im Durchschnitt enthalten die LIGO-Daten etwa zwei Blip Glitches (Rauschtransienten)
    pro Stunde, sehr wohl unterscheidbare Gravitationswellen gibt es einmal die Woche.

  29. #29 Frank Wappler
    14. Juni 2019

    Herr Senf schrieb (#27, 13. Juni 2019):
    > Gravitationswellen sehen “so” aus,

    LIGO/VIRGO-Interferometer-Signale, die als solche registriert und erkannt wurden, “sehen (hinsichtlich Amplituden- und Frequenzverlauf, d.h. “Chirp”) so aus”, wie sie bei Passage von Gravitationswellen auftreten können, die entsprechend wenigen, vergleichweise einfachen, bestimmten (u.a. im obigen ScienceBlogs-Artikel geliststen) denkbaren Modellen zur wahrscheinlichsten Verteilung von Massen erzeugt und sich ausbreiten würden.

    LIGO/VIRGO-Interferometer-Output, der bei Passage von Gravitationswellen auftreten könnte (bzw. tatsächlich auftrat), die entsprechend allerlei anderer bestimmter denkbaren Modelle erzeugt und sich ausbreiten würden, kann wesentlich “anders aussehen” und würde deshalb i.A. gar nicht als Signal erkannt/erfasst.

    > Erschütterungen sehen “anders” aus – unterscheidbar.

    LIGO/VIRGO-Interferometer-Output, der durch Erschütterungen entsprechend bestimmter denkbarer Modelle über terrestrische Quellen und seismische Ausbreitung auftreten würde, mag sehr wohl “anders aussehen”, als die beschriebenen und tatsächlich gefundenen Signale; oder dürfte von den vorhandenen Veto-Maßnahmen (“Wilcoxon 731-207”, last time I checked) erkannt werden.

    Aber ebenso sind Erschütterungen (der Detektor-Bestandteile, und, insbesondere “der Einfachheit halber”, gleichermaßen der Erde insgesamt) denkbar und insbesondere mit astro-physikalischen Quellen modellierbar, durch die LIGO/VIRGO-Interferometer-Output hervorgerufen würde, der genau so “aussieht”, dass er als Signal registriert würde; vgl. https://scilogs.spektrum.de/relativ-einfach/gravitationswellen-nachweis-durch-ligo-und-virgo/#comment-25611

    LIGO/VIRGO kann keine Unterscheidung leisten, ob die gefundenen Interferometer-Signale, die alle “so” aussahen, dass sie überhaupt als Signale erkennbar waren, nach denen gesucht wurde, und die zweifellos astro-physikalische Quellen in den feststellbaren “Himmels”-Richtungen haben, durch (die vermutete) Passage von Gravitationswellen eintraten, oder durch (möglicherweise unvermutete, entsprechende) Erschütterungen der Detektor-Bestandteile (sowie z.B. der Erde insgesamt).

    Eine technische Möglichkeit diese Unterscheidung zu leisten (und vermutlich die naheliegendste und einfachste) wäre, Fünf-Punkt-Zehn-Arm-Interferometer einzusetzen (die z.B. als Ausbaustufen von LISA gebaut werden könnten), und nicht nur Zwei-Arm-Interferometer.

    Bis zu deren Verwirklichung ist die Behauptung, dass die bekannten LIGO/VIRGO-Signale ausschließlich durch Passagen von Gravitationswellen eintraten, und nicht durch Erschütterungen “die genau so aussehen”, lediglich Ausdruck bestimmter Modell-Annahmen.

  30. #30 Herr Senf
    14. Juni 2019

    Nun was aussieht wie eine Ente, schnattert wie eine Ente
    und auf’m Teich schwimmt (wo man sie sieht), ist eine Ente.

  31. #31 UMa
    14. Juni 2019

    Wären denn weitere optische Gegenstück von Gravitationswellen bis jetzt schon zu erwarten gewesen?

    Mal überlegen:

    Bis jetzt im O3:
    17 Superevents, davon 3 nicht OK, bleiben
    14 Superevents, davon 11 mögliche Kollisionen zweier schwarzer Löcher, und 3 mögliche Kollisionen, bei denen jeweils 1 oder 2 Neutronensterne beteiligt sein könnten.

    Bei der Kollisionen zweier schwarzer Löcher erwartet man keine beobachtbaren, elektromagnetischen Emissionen.

    Dabei sind auch solche Superevents mit einer hohen FAR aufgeführt.

    Halbewegs sicher, kleiner 5% Rauschen über den gesamten O3 Zeitraum, dürften nur die Superevents mit einer FAR kleiner als 1.6e-9 sein, das sollte also seltener als 1 mal pro 20 Jahren durch Rauschen auftreten.

    Das sind bisher 5 Superevents, die BBH-Kandidaten S190408an, S190412m, S190513bm und S190521r sowie der BNS-Kandidat S190425z.
    Zusätzlich komme noch 9 eher unsichere Kandidaten, darunter 2 mögliche Kollisionen, bei denen jeweils 1 oder 2 Neutronensterne beteiligt sein könnten. Davon könnten einige durchaus keine Gravitationswellenentdeckung darstellen.

    Hochgerechnete Häufigkeit zum Ende des O3 (bei 365 Tagen):

    FAR kleiner 1.6e-9:
    25 Superevents, davon 3 Kandidaten mit Neutronensternen.

    Insgesamt:
    69 Superevents, davon 10 Kandidaten mit Neutronensternen.
    Davon könnten 58 (davon 8 mit Neutronensternen) auf realen Gravitationswellen beruhen.

    Die Chance der Entdeckung bei elektromagnetischen Emissionen bei den Kollisionen mit Neutronensternen zu Schätzen ist schwierig. Wenn ich das bei den mit FAR kleiner 1.6e-9 mit 1/3 und insgesamt mit 1/5 ansetze, komme ich auf 1 bis 2 Neutronensternkollisionen am Ende des O3, bei denen elektromagnetischen Emissionen entdeckt werden könnten. Wegen der Streuungen können es genau so gut aber auch 3 oder 0 ein. Und wenn die Positionsbestimmung weiter so ungenau ist, ist vielleicht auch 1/5 noch zu hoch.

    Vor Beginn des O3 wurde die Häufigkeit verschmelzende Neutronenstern mit O3 zu finden auf etwa 1 pro Monat bis 1 pro Jahr geschätzt, das stimmt mit den 3 bis 8 von oben, die ich hochgerechnet habe, gut überein. Leider ist die Genauigkeit in der Positionsbestimmung wohl schlechter als erwartet.

    Daher ist es nicht verwunderlich, dass es bisher noch keine weiteren optischen Beobachtungen von Neutronensternverschmelzungen gegeben hat.

    Elektromagnetischen Emissionen zu finden, ist um so schwieriger, je weiter die Quelle entfernt ist und um so größer das zu durchsuchende Gebiet ist. Die Chance eine Quelle im 90% Gebiet zu finden ist auch von vornherein kleiner als 90%.

    Bei GW170817 betrug die Entfernung nur 40 Mpc und die 90% Fläche anfangs 31 Quadratgrad (später konnte es noch etwas verringert werden). Eine derart nahe Verschmelzung zweier Neutronensterne ist ein sehr seltenes Ereignis, welches vor dem O3 auf eines pro Jahr bis zu eines in 34 Jahren geschätzt wurde. Basierend auf den bisherigen Superevents des O3, ist die Verschmelzungsrate von Neutronensternen eher im unteren Bereich, also seltener. Genauere Verschmelzungsraten von Neutronensternen wird man natürlich erst nach der Entdeckung mehrerer solcher Gravitationswellen angeben können. Trotzdem ist nicht zu erwarten, dass sobald weitere so nahe Neutronensternverschmelzungen wie GW170817 beobachtet werden können. Die nächsten werden deutlich weiter weg sein.

    Bei dem Superevent S190425z betrug die Entfernung 156 Mpc. das ist 3,9 mal weiter entfernt als GW170817 und, bei gleicher absoluter Helligkeit über 15 mal dunkler. Gleichzeitig war die Position nur sehr ungefähr bekannt, anfangs lag das 90%-Gebiet bei 10183 Quadratgrad, nach 19 Stunden auf 7461 Quadratgrad verbessert. Das Erste ist ein Viertel des Himmels! Das lag natürlich daran, dass der Hanford-Detektor leider gerade Offline war und für Virgo bei dieser Entfernung das Signal-Rausch Verhältnis zu schlecht. Nochmal, nicht Virgo, sondern der LIGO Hanford-Detektor, war bei S190425z offline. Die Richtungsmessung ist LIGO Livingston + (total verrauschtes) Virgo! Hätte bei S190425z der Hanford-Detektor normal gemessen, hätte das 90% Gebiet vermutlich zwischen 120 und 1200 Quadratgrad gelegen, dann hätte man eine bessere Chance gehabt. Aber bei einem 241-mal größerem Gebiet und 15 mal dunkler als bei GW170817 stehen die Chancen etwas zu finden nicht gut. Die Fläche ist nicht nur wegen der fehlenden Hanford-Messung, sondern auch wegen der größeren Entfernung viel größer als bei GW170817.

  32. #32 Frank Wappler
    14. Juni 2019

    Herr Senf schrieb (#30, 14. Juni 2019):
    > […] was aussieht wie eine Ente, schnattert wie eine Ente
    und auf’m Teich schwimmt (wo man sie sieht), ist eine Ente

    Na, sicher!
    Wer aber von vornherein behauptete, dass das,

    – was aussieht wie eine Ente,
    – gelegentlich schnattert wie eine Ente,
    – aber auch gelegentlich entenmäßig Ruhe hält,
    – und gelegentlich auf’m Teich schwimmt
    – und gelegentlich auf’m Nest sitzt (wo man sie sieht),

    also das, was deshalb selbstverständlich eine Ente ist,
    jedenfalls eine “Dime-a-Dozen”-Stockente sei,
    und nicht etwa eine “One-in-a-Million”-Senfente …

    … wäre kein respektabler Entenkundler.

  33. #33 Alderamin
    14. Juni 2019

    @Frank Wappler

    Ente hin oder her – ein sauberes Verschmelzungssignal fängt niederfrequent an, nimmt dann in der Frequenz und dann auch Amplitude rapide zu und endet ziemlich abrupt, wenn das verschmolzene Objekt eine rotationssymmetrische Form annimmt (kurzes “Ringdown”). Im Prinzip wie ein rückwärts abgespielter angeschlagener Ton. Eine seismische Störung dürfte wohl wie viele akustische Phänomene mit einer hohen Amplitude beginnen, die dann abklingt, denn die seismische Spannung löst sich ja schlagartig wie bei einem Paukenschlag und die Erde vibriert dann nach wie das Trommelfell.

    Bei stark verrauschtem Signal ist das Profil des Signals natürlich schwieriger zu vermessen.

    Und das ist keine Ente.

  34. #34 flow
    GRAVITATIONSCRASH !!!
    16. Juni 2019

    Mein nächster Roman “RaumBeben”
    kommt im Herbst raus.
    Der wird euch durchrütteln 🙂

  35. #35 Frank Wappler
    17. Juni 2019

    Alderamin schrieb (#33, 14. Juni 2019):
    > Ente hin oder her – ein sauberes Verschmelzungssignal fängt niederfrequent an, nimmt dann in der Frequenz und dann auch Amplitude rapide zu und endet ziemlich abrupt, […]

    Unbestritten.
    Doch hoch- oder niederfrequent — es lässt sich durch Messung unterscheiden, ob Bestandteile einer Versuchsanordnung (z.B. die drei Spiegel eines Zwei-Arm-Interferometers) erschüttert wurden, oder Erschütterungs-frei in einer Region veränderlicher Krümmung herumhingen.

    Rein oder raus — die Ente bleibt!

  36. #36 Konrad
    Darmstadt
    18. Juni 2019

    @Alderamin
    Ich schließe mich Consuela an: Danke für eine vorbildlich sachliche Erwiderung. Ihre Argumente erscheinen mir zunächst einmal überwiegend überzeugend, soweit ich das als Laie beurteilen kann. Das heißt nicht, dass ich jetzt restlos überzeugt wäre (was die sinnvolle Methode zur Gravitationswellenentdeckung angeht, haben Unzicker und die Dänen m.E. recht), aber das braucht man in der Wissenschaft ja auch nicht zu sein.

    Völlig anderer Meinung als Sie bin ich allerdings in der Bewertung von Unzickers Artikel. Kritik muss Wissenschaft abkönnen. Auch und gerade, wenn sie im eigenen Weltbild völlig bescheuert aussieht. Unzicker hat sich ja offenkundig Arbeit gemacht, zitiert Emails und Laborbücher und verweist auf zahlreiche Quellen. Sowas kann und muss man erst nehmen, auch wenn es einem nicht passt. Skeptizismus besteht schließlich darin, das zu bezweifeln, was man selbst glaubt – und nicht bloß den Homöopathieunsinn, den andere glauben.

    Da ich selbst für Telepolis schreibe, kann ich Ihnen versichern: Wenn Sie den Chefredakteur Florian Rötzer bitten, eine Erwiderung schreiben zu dürfen, wird er nicht ablehnen. Es gibt zwar nicht viel Geld dafür, aber da Sie hier lange, sachkundige Kommentare für umsonst schreiben, dürfte Sie das nicht stören.

  37. #37 Captain E.
    19. Juni 2019

    @Konrad:

    Arbeit hin oder her, aber wenn Herr Unzicker die Beobachtungen der LIGO- und VIRGO-Leute nicht nur anzweifeln, sondern glasklar widerlegen könnte, dann hätte er das auch getan. Er stünde super da und seine Kollegen bis auf die Knochen blamiert.

    So lässt sich dagegen die Botschaft seines Artikels wie folgt zusammenfassen: “Ich finde das doof, und ich glaube nicht daran!”

  38. #38 Herr Senf
    19. Juni 2019

    @Konrad “Unzicker hat sich ja offenkundig Arbeit gemacht, zitiert Emails …”
    Aber was er nicht macht, daß die zitierten “Kritiken”, die schon etwas älter sind von LIGO entkräftet wurden. Das scheint ihm nicht in den Kram zu passen und er “verblödelt” den Leser, als ob LIGO das aussitzen wolle. Er macht einfach unqualifiziertes Physik-Bashing.

  39. #39 Konrad
    Darmstadt
    20. Juni 2019

    “glasklar widerlegen”: Wie wir doch spätestens seit Kuhn und Feyerabend wissen, wird es sowas wie eine “glasklare Widerlegung” in der Wissenschaft niemals geben. Um Feyerabend aus dem Kopf zu zitieren: “Jede halbwegs interessante wissenschaftliche Theorie steht immer im Widerspruch zu anerkannten Fakten.”

    Ich bin sicher, dass Unzicker [i]aus seiner Sicht[/i] eine glasklare Widerlegung geliefert hat. Aus Sicht der LIGO-Verteidiger lassen sich hingegen alle seine Anwürfe mühelos akkomodieren (s.o.). Wer Recht hat, werden wir vielleicht in ein paar Jahren, vielleicht in ein paar Jahrzehnten wissen. Aber das Recht auf “unqualifiziertes Physik-Bashing” hat er auf jeden Fall. Für mich äußert sich guter Wissenschaftsjournalismus gerade darin, [i]nicht[/i] jede Jubelmeldung der Forscher unkritisch abzudrucken.

  40. #40 Spritkopf
    21. Juni 2019

    @Konrad

    Ich bin sicher, dass Unzicker aus seiner Sicht eine glasklare Widerlegung geliefert hat.

    Was hat Unzicker denn anderes gemacht als die Einlassungen von Jackson et al. nachzubeten und ansonsten LIGO zu unterstellen, diese hätten die Gravitationswelle GW150914 durch Blindinjektion gefaked? Mindestens hätte dazugehört, die begründeten Zweifel an der Darstellung von Jacksons Kopenhagen-Gruppe wenigstens mal zu erwähnen.

    Das hat Unzicker nicht gemacht. Und nimmt man nicht nur diesen Artikel, sondern auch seinen bisherigen Trackrecord, der sich immer weniger vom dumpfen Verschwörungsgebrabbel der Aluhutträger unterscheidet, dann kann man noch nicht mal mit viel gutem Willen davon reden, dass er, Unzicker, auch nur entfernt annehmen könne, er habe eine glasklare Widerlegung der LIGO-Papers geliefert.

  41. #41 Captain E.
    21. Juni 2019

    @Konrad:

    Nun ja, nicht ganz. In den Naturwissenschaften lassen sich Aussagen nicht verifizieren. Es ist dagegen möglich, welche zu falsifizieren, aber das hat Unzicker ja nicht getan. Außerdem hätte es dazu keinen populär-, sondern einen fachwissenschaftlichen Artikel in einem anerkannten Magazin gebraucht.

  42. #42 Konrad
    Darmstadt
    25. Juni 2019

    @Captain E.:
    Nun ja, so hat Popper sich das vorgestellt. Aber wie Feyerabend hinreichend vorgeführt hat, läuft es so nun mal nicht. Wenn eine etablierte Theorie durch irgendwelche lästigen Fakten falsifiziert wird, dann senkt die Fachgemeinde eben NICHT demütig das Haupt und wirft sie zum Alteisen. Sondern sie ignoriert die missliebigen Befunde, oder deklariert sie zu Sonderfällen, oder erfindet sonstige Gründe, warum das nicht so schlimm sei. Sehr schön – und für uns Naturwissenschaftler hoffentlich unemotional – kann man das in der Volkswirtschaftslehre beobachten, wo trickle down und funktionierender Markt und ewiges exponentielles Wachstum seit Jahrzehnten als kontrafaktischer Unfug entlarvt sind, die Ökonomen aber weiter unverdrossen neoklassische Messen abhalten.
    Ein schönes Beispiel aus der Physik ist natürlich Keplers drittes Gesetz. Die Theorie sagt: Es gilt für jede Größenordnung. Die Messung an Galaxien sagt: Nö. Wird die Theorie verworfen? Mitnichten. Man erfindet lieber die Dunkle Materie.
    (Aber das ist jetzt bestimmt ein Wespennest. Si tacuisses . . .)

    Und nebenbei: Zum Falsifizieren – wenn es denn möglich wäre – hätte es einen Fachartikel gebraucht. Eben. An einem solchen sollte man einen populärwissenschaftlichen Artikel nicht messen.

    Aber warum rede ich hier dauernd für Unzicker? So gut kenne ich ihn nicht. Ich werde mir noch die nächsten Antworten ansehen (schöne Diskussionkultur hier), mich dann aber so allmählich ausklinken.

  43. #43 Herr Senf
    25. Juni 2019

    Nun, jedes Gesetz, jede Theorie, jedes Modell hat einen Gültigkeitsbereich.
    Galilei – Kepler . Newton – Einstein – Dunkle Materie oder andere Erklärung?

  44. #44 Captain E.
    26. Juni 2019

    @Konrad:

    Ganz so etabliert ist die Theorie (-erweiterung) der Dunklen Materie ja nun auch nicht. Und immerhin kennt man ja bereits Elementarteilchen, die ein paar wichtige Eigenschaften der postulierten Dunklen Materie erfüllen: Wechselwirkung über Gravitation und Schwache Kernkraft, aber nicht über Elektromagnetismus oder Starke Kernkraft. Wenn man davon ausgeht, dass es so ein Zeug da draußen gibt. muss man an der Originaltheorie nichts ändern. Andernfalls benötigt man nun einmal ganz dringend eine Erklärung dafür, warum sich die Galaxien einfach nicht so verhalten wollen, wie es ihnen das aus der Theorie stammende Modell vorschreibt. Die bekannteste Alternativtheorie, nämlich MOND, wurde schon vor geraumer Zeit gewogen und für zu leicht befunden – was die MONDiander natürlich nicht davon abhält, weiter daran zu forschen. Und natürlich werfen sich beide Gruppen unverdrossen gegenseitig vor, ihre nicht funktionierende Theorie durch immer neue Zusatzannahmen am Leben halten zu wollen.

    Das Hauptproblem an der Dunklen Materie ist und bleibt, dass die bekannten Teilchen zu wenig Gesamtmasse auf die Waage bringen und weitere nach wie vor nicht in Sicht sind, auch wenn man etliche Kandidaten bereits hat ausschließen müssen.

    Der Artikel von Unzicker zu Gravitationswellen erinnert in weiten Teilen allerdings frappierend an das Geschwurbel der Verschwörungstheoriker. Die Beteiligten agieren entweder mit krimineller Energie, um irgendwelche düsteren Ziele zu erreichen oder sie sind zu dumm und leichtgläubig, um den Betrug zu bemerken. Nur sprechen wir da von einer Menge Leute mit etlichen Doktor- und Professortiteln. Wie wahrscheinlich ist denn so ein Szenario?

  45. #45 Karl Mistelberger
    mistelberger.net
    26. Juni 2019

    > #44 Captain E., 26. Juni 2019
    > Und natürlich werfen sich beide Gruppen unverdrossen gegenseitig vor, ihre nicht funktionierende Theorie durch immer neue Zusatzannahmen am Leben halten zu wollen.

    “On the scales of groups of galaxies, individual galaxy clusters, colliding galaxy clusters, the cosmic web, and the leftover radiation from the Big Bang, MOND’s predictions fail to match reality, whereas dark matter succeeds spectacularly. It’s possible, and perhaps even likely, that someday we will understand enough about dark matter to understand why and how the MOND phenomenon on the scales of individual galaxies arises. But when you look at the full suite of evidence, dark matter is practically a scientific certainty. It’s only if you ignore all of modern cosmology that the modified gravity alternative looks viable. Selectively ignoring the robust evidence that contradicts you may win you a debate in the eyes of the general public. But in the scientific realm, the evidence has already decided the matter, and 5/6ths of it is dark.”

    https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2018/07/26/theres-a-debate-raging-over-whether-dark-matter-is-real-but-one-side-is-cheating/

  46. #46 Captain E.
    26. Juni 2019

    @Karl Mistelberger:

    Genau! Das ist die eine Seite. Auf der anderen Seite stehen dann Menschen wie Oliver Müller, die den Ansatz mit der Dunklen Materie für gescheitert halten, weil er vermeintlich nur durch immer weitere ad hoc-Annahmen zu halten sei.

    Das Lustige ist aber: Beide Seiten verwenden dieselben Beispiele, um ihren Standpunkt zu belegen (Stichwort: Bullet-Cluster).

  47. #47 Karl Mistelberger
    mistelberger.net
    26. Juni 2019

    Hier ist einer von der anderen Seite:

    https://tritonstation.wordpress.com/2019/06/17/two-fields-divided-by-a-common-interest/

    Bine meint, die Physiker würden ihre Hausaufgaben nicht ordentlich machen:

    https://backreaction.blogspot.com/2019/06/brace-for-oncoming-deluge-of-dark.html

    Doch das Problem ist kompliziert:

    https://arxiv.org/pdf/1602.04816.pdf

  48. #48 Frank Wappler
    28. Juni 2019

    Captain E. schrieb (#41, 21. Juni 2019):
    > In den Naturwissenschaften lassen sich Aussagen nicht verifizieren.

    Aber gewiss doch:
    Man spricht von “Messung”, bestimmten “Messwerten”, und davon,
    dass (hinreichend eng gefasste) Erwartungen bzw. Vorhersagen dadurch jeweils entweder bestätigt (verifiziert) oder widerlegt (falsifiziert) sind.

    p.s. …
    https://arxiv.org/search/gr-qc?searchtype=author&query=Mannheim%2C+P+D

  49. #49 Captain E.
    28. Juni 2019

    @Frank Wappler:

    Sicher kann man messen – tut man auch. Eine einzige Messung, die der Theorie widerspricht, kann diese aber bereits widerlegen, und wenn man noch so viele bestätigende Messungen durchgeführt hat.

    In diesem Sinne gibt es also keine Verifizierung, aber klar ist, wenn man oft misst und die Ergebnisse immer passen, kann man davon ausgehen, dass die Idee schon ganz gut war.

  50. #50 Frank Wappler
    29. Juni 2019

    Captain E. schrieb (#49, 28. Juni 2019):
    > Sicher kann man messen – tut man auch.

    Und das bedeutet (bekanntlich) jeweils:
    einen bestimmten nachvollziehbar definierten und festgesetzten Messoperators \hat A auf (Versuch für Versuch) gegebene Beobachtungsdaten \psi anzuwenden;
    und falls insbesondere gefunden wird, dass

    \langle \psi \, | \, \hat A \, \psi \rangle = \text{Ln} \! \left[ \, \langle \psi \, | \, \text{Exp} \left[ \, \hat A \, ] \, \psi \rangle \, \right],

    dann gilt der (reelle) Wert \frac{\langle \psi \, | \, \hat A \, \psi \rangle}{\langle \psi \, | \, \psi \rangle}

    im betreffenden Versuch als der Messwert:
    a := \frac{\langle \psi \, | \, \hat A \, \psi \rangle}{\langle \psi \, | \, \psi \rangle}.

    Jeder entsprechend erhaltene Messwert a liegt folglich im sogenannten (Eigen-)Wertebereich bzw. im Spektrum des jeweils eingesetzten Messoperators.

    > Eine einzige Messung, die der Theorie widerspricht, […]

    Jeder wie beschrieben erhaltene Messwert a liegt aber zwangsläufig im (Eigen-)Wertebereich (Spektrum) des jeweils eingesetzten Messoperators \hat A;
    widerspricht also grundsätzlich niemals der erforderlichen Definition dieses Messoperators (einschl. der erforderlichen Definition, auf welche Art von Beobachtungsdaten dieser jeweils anzuwenden wäre, also welche Art von Beobachtungsdaten jeweils diejenigen eines “Versuchs” bilden),
    die jeweils im Rahmen einer bestimmten Theorie erfolgt.

    > wenn man oft misst und die Ergebnisse immer passen, […]

    Bestimmte Zusammenfassungen von Erwartungs- oder Vorhersage-Werten, zu denen die tatsächlich erhaltenen Messwerte entweder passen, oder nicht passen, nennt man nicht “Theorie”, sondern “Modell” (und darunter insbesondere: “Standardmodell”);
    so wie in “Tests des Standardmodells (der Teilchenphysik)“.

  51. #51 Frank Wappler
    29. Juni 2019

    Frank Wappler schrieb (#50, 29. Juni 2019):
    > […] und falls insbesondere gefunden wird, dass

    \langle \psi \, | \, \hat A \, \psi \rangle = \text{Ln} \! \left[ \, \langle \psi \, | \, \text{Exp} \left[ \, \hat A \, \right] \, \psi \rangle \, \right],

    > dann […]

  52. #52 Herr Senf
    30. Juni 2019

    na endlich, war ja fast wie ein Sommerloch, volle 4 Wochen
    https://gracedb.ligo.org/superevents/S190630ag/view/ BBH 94%

  53. #53 Karl Mistelberger
    mistelberger.net
    1. Juli 2019

    Terrestrial 0,000018%!

  54. #54 Herr Senf
    1. Juli 2019

    geht doch, 2. Halbjahr fängt gut an
    https://gracedb.ligo.org/superevents/S190701ah/view/ BBH93%

  55. #55 Jens
    3. Juli 2019

    Sehr gute Zusammenfassung! Hoffentlich gibts bald mehr davon. MassGap habe ich noch nicht richtig verstanden. Bedeutet ein MassGap-Ereignis ein Kollaps eines einzelnen Neutronensterns mit mehr als 5 Sonnenmassen zu einem schwarzen Loch? Werden dabei überhaupt Gravitationswellen frei?

  56. #56 Alderamin
    3. Juli 2019

    @Jens

    Nein, MassGap bedeutet ein Ereignis in einem Massenbereich, in dem man bisher noch keine Schwarzen Löcher gefunden hat, ohne dass man eine Erklärung dafür hätte. Vielleicht werden Neutronensterne massiver, als man denkt (Tolman-Oppenheimer-Volkoff-Grenze, TOV, bei ca. 3 Sonnenmassen; vielleicht gibt es Quarksterne, die massiver werden) oder es bleibt bei 3-5 Sonnenmassen kein Überrest, oder man hat einfach noch kein Objekt gefunden, weil sie so selten sind. Eigentlich sollten Sterne von 10 bis 20 Sonnenmassen solche Schwarzen Löcher bilden können.

    Jedenfalls wird man sich Objekte im MassGap ganz genau ansehen, weil man aus ihnen neues lernen wird. Wohl deshalb haben sie eine eigene Klasse bei LIGO/VIRGO bekommen.

  57. #57 Jens
    3. Juli 2019

    Okay Danke. Ein MassGap-Ereignis könnte dann auch gleichzeitig ein BBH-Ereignis oder auch ein BNS-Ereignis sein.

  58. #58 Alderamin
    3. Juli 2019

    @Jens

    Stimmt genau.

  59. #59 Captain E.
    4. Juli 2019

    Einige von den von LIGO (und VIRGO) aufgezeichneten Verschmelzungsereignissen haben aber doch Schwarze Löcher aus dem “verbotenen” Bereich ergeben, oder? Oder anders gesagt: Man hat mit anderen Methoden noch nie welche in dieser Gewichtsklasse entdecken können, aber da waren sie auf einmal und feierten fröhliche Verschmelzung.

  60. #60 Alderamin
    4. Juli 2019

    @Captain E.

    Laut dieser Liste nicht (sicher). Spalten primary/secondary.

  61. #61 Andriool
    9. Juli 2019

    @Konrad Ich bin der Meinung, dass man mit dem Ätzen mindestens bis Anfang 2020 warten sollte, bis der dritte Detektor KAGRA in den bisherigen Forschungsverbund aufgenommen worden ist.

    Hierbei kommt es auch nicht so sehr darauf an, noch weiter in die Vergangenheit gehen zu können (weil ja die anderen Signale im elektromagnetischen Spektrum eher zu schwach sein müssten). Eher sollte die Himmelsposition noch genauer eingegrenzt werden können, damit dann auch andere Detektoren für Bereiche im elektromagnetischem Spektrum (oder gar der Neutrinos) eingesetzt werden können.

    Im Grunde genommen haben wir es also mit einem noch laufenden Forschungsprojekt im Bereich der Experimentalphysik zu tun, das erst dann “fertig” ist, wenn die Himmelsposition genau genug bestimmt werden kann, oder?

    Herzliche Grüße an Alderamin, an alle Forenten und stillen Mitlesern.
    Euer
    Andriool

    https://en.wikipedia.org/wiki/KAGRA
    https://de.wikipedia.org/wiki/KAGRA

  62. #62 Frank Wappler
    10. Juli 2019

    Andriool schrieb (#61, 9. Juli 2019):
    > […] https://en.wikipedia.org/wiki/KAGRA

    KAGRA has two arms, 3 km (1.9 mi) long, which form a laser interferometric […] detector. It is built in the Kamioka Observatory near the neutrino physics experiments.
    […] the existing state of the art techniques as used by LIGO and VIRGO […] will be extended with an underground location, cryogenic mirrors, and a suspension point interferometer.

    Derartige suspension point-Interferometer (SPI), vermutlich jeweils (mindestens) eines für jeden KARGA-Interferometer-Arm, sollen offenbar als “Methode zur aktiven Schwingungs- bzw. Erschütterungs-Unterdrückung” eingesetzt werden; vgl. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/32/1/069/pdf

    The basic idea of the SPI is to use auxiliary interferometers to monitor the seismic vibration,
    which induces unwanted motion to the mirrors of an interferometer. By feedback control using
    information from the auxiliary interferometers, we can suppress the transmission of the seismic
    motion.

    Figure 1 (a) shows a typical configuration of an SPI installed in a Fabry-Perot interferometer,
    which is one arm of a Fabry-Perot-Michelson interferometer. The mirrors of the main
    interferometer […] are suspended from an auxiliary
    interferometer, called suspension point interferometer. When the SPI is locked to the laser
    frequency by the Pound-Drever-Hall (PDH) method [2], the two mirrors of the SPI behave
    together like a virtual rigid bar (Figure 1 (b)). The virtual rigid bar resists to any differential
    seismic motion that tries to change the length of the interferometers.

    [… An] SPI is a laser interferometer, which can be as sensitive as the main interferometer.

    Unterdrückt der Einsatz von solchen (PDH-gelockten) SPIs (in beiden Armen) nicht auch die Empfindlichkeit des (eigentlichen Haupt-)Interferometers bzgl. Detektion der Passage von Gravitationswellen und/oder von (kohärenten) Erschütterungswellen mit astrophysikalischen Quellen ?
    (Falls nicht: Warum nicht ?) …

  63. #63 Herr Senf
    18. Juli 2019

    Heute wurde ein offenbar ungewöhnliches terrestrisches Signal aufgefischt
    H1,L1,V1 https://gracedb.ligo.org/superevents/S190718y/ mit 98% terr.

  64. #64 Karl Mistelberger
    mistelberger.net
    25. Juli 2019

    Nichts für LIGO:

    General relativity predicts that short-orbital-period binaries emit considerable amounts of gravitational radiation. The upcoming Laser Interferometer Space Antenna (LISA) is expected to detect tens of thousands of such systems but few have been identified, of which only one is eclipsing—the double-white-dwarf binary SDSS J065133.338+284423.37, which has an orbital period of 12.75 minutes. Here we report the discovery of an eclipsing double-white-dwarf binary system, ZTF J153932.16+502738.8, with an orbital period of 6.91 minutes. This system has an orbit so compact that the entire binary could fit within the diameter of the planet Saturn. The system exhibits a deep eclipse, and a double-lined spectroscopic nature. We see rapid orbital decay, consistent with that expected from general relativity. ZTF J153932.16+502738.8 is a strong source of gravitational radiation close to the peak of LISA’s sensitivity, and we expect it to be detected within the first week of LISA observations, once LISA launches in approximately 2034.

  65. #65 Karl Mistelberger
    mistelberger.net
    25. Juli 2019

    Nachtrag: https://www.nature.com/articles/s41586-019-1403-0.epdf

  66. #66 Alderamin
    28. Juli 2019

    BREAKING: Erstmals mögliches Mass-Gap-Event detektiert: https://gracedb.ligo.org/superevents/S190728q/view/

    Entfernung nur 800 Mpc und ziemlich kleiner Suchbereich von 55 Quadratgrad (50%), vielleicht findet sich was optisches.

  67. #67 UMa
    28. Juli 2019

    @Alderamin: Damit es in dieser Entfernung mit der Genauigkeit entdeckt werden konnte, dürfte zumindest die Masse des schwereren Objektes deutlich über 5 Sonnenmassen gelegen haben. Falls das leichtere ein Mass-Gap-Objekt ist, hätten wir vermutlich auch deutlich unterschiedliche Massen.

    Mal sehen, wenn die ersten Paper mit Massenangabe zu den ersten O3 Events herauskommen. Hoffentlich warten sie nicht bis zum Ende des O3.

    Update meiner Hochrechnung:

    Hochgerechnete Häufigkeit zum Ende des O3 (bei 365 Tagen):

    FAR kleiner 1.6e-9:
    28 Superevents, davon 3 Kandidaten mit Neutronensternen.

    Insgesamt:
    68 Superevents, davon 7 Kandidaten mit Neutronensternen.
    Davon könnten 54 (davon 5 mit Neutronensternen) auf realen Gravitationswellen beruhen.

    Von etwa einer Kollision, bei der ein Neutronenstern beteiligt ist, ist eine elektromagnetische (Licht, Gamma) Entdeckung zu erwarten. Mit Pech auch keine.

  68. #68 UMa
    29. Juli 2019

    @Alderamin: Nach Update wohl doch “nur” ein BBH:
    https://gracedb.ligo.org/apiweb/superevents/S190728q/files/S190728q-5-Update.xml

  69. #69 Alderamin
    29. Juli 2019

    @UMa,

    Ok, danke. 95,44% BBH, nur 4,55% Mass Gap. Schade.

  70. #70 UMa
    15. August 2019

    Neues, nahes, sehr starkes Superevent!

    Anfangs über Bayestar als Mass-Gap-Event eingestuft handelt es sich nach einer genaueren Analyse mit LALInference um eine Kollision zwischen einem Neutronenstern und einem schwarzen Loch!

    Bisher noch keine EM-Beobachtung gemeldet, aber das dürfte der bisher beste Kandidat dafür sein, denn sowohl Virgo, als auch beide LIGOs waren online.

    Damit ist das 90%-Gebiet nur 23 deg²(LALI, Anfangs 38 deg² Bayestar) groß. Bei der Neutronensternkollision im April war das Suchgebiet einfach zu groß, da ein LIGO offline war.
    https://gracedb.ligo.org/superevents/S190814bv/view/

  71. #71 UMa
    28. August 2019

    28.8.19: Zwei Ereignisse aus ähnlicher Richtung und Entfernung im Abstand von 21 Minuten.
    Zufall?
    Oder hängen die zusammen, z.B. Gravitationslinse des gleichen Ereignisses?
    https://gracedb.ligo.org/latest/

  72. #72 UMa
    28. August 2019

    Wahrscheinlich doch zu weit voneinander entfernt für ein gravitationsgelinstes Ereignis

  73. #73 Alderamin
    18. Dezember 2019

    Und endlich scheint das zweite LIGO-Multimessenger-Event gefunden worden zu sein. Neben einem Gravitationswellensignal aus 324 MPc (ca 1 Milliarde Lichtjahre) von einem Objekt, das nach letzten Daten mit 100% im Mass-Gap liegt, die Detektion eines Neutrinos durch IceCube, 43 Sekunden vorher aus derselben Gegend. Die Signifikanz sei 4,6 Sigma:

  74. #74 Spritkopf
    23. Juni 2020

    Nachtrag zum GW190814-Event. Wird jetzt nochmal als Ereignis mit einem Objekt bestätigt, welches mit 2,6 Sonnenmassen “firmly” in der Zone von Mass Gaps liegt:

    https://phys.org/news/2020-06-heaviest-known-neutron-star-lightest-known-black.html

  75. #75 UMa
    30. Oktober 2020

    Die Ergebnisse des ersten Teils des O3 sind raus.
    Die Preprints sind am Ende der Seite verlinkt.

    https://www.astronews.com/news/artikel/2020/10/2010-026.shtml