Ursache von Gravitationswellen

[Geku]

Laut https://de.m.wikipedia.org/wiki/Gravitationswelle entsteht eine Gravitationswelle durch eine beschleunigte Masse.

Ich war bisher der Meinung, dass ein gleichförmige Bewegung ausreichend ist. Schließlich reicht für eine Magnetfeld eine bewegte Ladung oder Stromfluß aus. Lag ich da falsch?

[Ich]

Gleichförmig bewegte Ladungen erzeugen noch nicht ein mal elektromagnetischen Wellen, geschweige denn Gravitationswellen. Da liegst du falsch.

[Bernhard]

Zitat von Geku

Schließlich reicht für eine Magnetfeld eine bewegte Ladung oder Stromfluß aus.

Du bekommst da eher so etwas wie ein statisches Magnetfeld ohne echte "Wellenausbreitung".

Die genau Form des Feldes hängt dann zwar auch noch davon ab, ob du einen linearen, unendlich ausgedehnten Stromfluss oder nur eine einzelne Ladung betrachtest, aber als Faustregel gilt:

Nur beschleunigte Ladungen erzeugen em-Wellen und bei der Gravition ist das ganz ähnlich.

Siehe auch: https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitoelectromagnetism

[Geku]

Zitat von Ich

Gleichförmig bewegte Ladungen erzeugen noch nicht ein mal elektromagnetischen Wellen, geschweige denn Gravitationswellen. Da liegst du falsch.

Jetzt habe ich es verstanden. Dynamische Felder bzw. Wellen benötigen beschleunigte Objekte, egal ob Ladung oder Masse.

Statische Felder (sind keine Wellen, da Frequenz = 0) kommen mit gleichförmig bewegungte Objekte aus.

Danke für den Hinweiß!

Jetzt verstehe ich, dass im Klassische Atommodell die Elektronenbahnen nicht stabil sind, da eine Kreisbahn eine beschleunigte Bewegung ist, die Energie abstrahlt. Erst mit der Abgabe der Energie in Paketen wurde der Wiederspruch gelöst.

Der Umlauf eines schwarzen Loches um ein anderes stellt auch eine beschleunigte Bewegung dar und strahlt Energie in Form von Gravitationswellen ab. Ein freies unbeschleunigt bewegtes Schwarzes Loch besitzt zwar ein Gravitationsfeld, sendet aber keine Gravitationswellen aus.

[Bernhard]

Zitat von Geku

Der Umlauf eines schwarzen Loches um ein anderes stellt auch eine beschleunigte Bewegung dar und strahlt Energie in Form von Gravitationswellen ab.

Genau. Und zwar relativ viel sogar.

Ein freies unbeschleunigt bewegtes Schwarzes Loch besitzt zwar ein Gravitationsfeld, sendet aber keine Gravitationswellen aus.

So ist es.

[Hawkwind]

Zitat von Geku

J

Der Umlauf eines schwarzen Loches um ein anderes stellt auch eine beschleunigte Bewegung dar und strahlt Energie in Form von Gravitationswellen ab. Ein freies unbeschleunigt bewegtes Schwarzes Loch besitzt zwar ein Gravitationsfeld, sendet aber keine Gravitationswellen aus.

Hm, mal eine Frage: ein Probekörper, der im freien Fall ein schwarzes Loch umkreist, folgt einer Geodäte, d.h. er ist im Sinne der Allgemeinen Relativität eigentlich unbeschleunigt. In der ART definiert sich Beschleunigung ja über die Abweichung der Weltlinie eines Körpers von der Geodäte.

Hat man Gravitationswellen nicht eher bei Kollisionen von Black Holes und Neutronensternen zu erwarten als bei orbitalen Bewegungen?

Tatsächlich sind das ja auch die Beispiele, wo sie direkt gemessen wurden.

Aber man liest natürlich auch, dass Binärsysteme strahlen sollen, wenn auch schwächer. Verwirrt mich grad etwas.

[Bernhard]

Zitat von Hawkwind

Hat man Gravitationswellen nicht eher bei Kollisionen von Black Holes und Neutronensternen zu erwarten als bei orbitalen Bewegungen?

Wie du selbst feststellst, ist die Intensität bei Kollisionen und Verschmelzungen deutlich höher als bei Umkreisungen.

Aber man liest natürlich auch, dass Binärsysteme strahlen sollen, wenn auch schwächer.

Trotzdem reichen die abgestrahlten Verluste, um diese Binärsysteme abzubremsen, womit dann zuletzt die Kollision und Verschmelzung eingeleitet wird. So auch bei Weißen Zwergen, die dann eine Supernova auslösen.

[Geku]

Zitat von Hawkwind

Hm, mal eine Frage: ein Probekörper, der im freien Fall ein schwarzes Loch umkreist, folgt einer Geodäte, d.h. er ist im Sinne der Allgemeinen Relativität eigentlich unbeschleunigt

Findet nicht durch Anziehungskraft (=Gravitation) eine ständiges Umlenken der Richtung (für jede Koordinate eine sinusförmige Abbremsung und Beschleunigung) statt?

[Hawkwind]

Zitat von Geku

Findet nicht durch Anziehungskraft (=Gravitation) eine ständiges Umlenken der Richtung (für jede Koordinate eine sinusförmige Abbremsung und Beschleunigung) statt?

Der "Witz" ist ja, dass die ART keine Gravitationskraft kennt; die Gravitation wird rein geometrisch gedeutet. Das beruht auf der Beobachtung, dass ein Beobachter beim freien Fall (so auch beim Orbit) keine Kraft erfährt: der Astronaut in der Kapsel, die auf die Erde zufällt, wird nicht in den Sitz gedrückt.

Beschleunigte Bewegungen (im Sinne der ART) gibt es im Kontext der ART nur durch nicht-gravitative Kräfte.

[Ich]

Zitat von Hawkwind

Hm, mal eine Frage: ein Probekörper, der im freien Fall ein schwarzes Loch umkreist, folgt einer Geodäte, d.h. er ist im Sinne der Allgemeinen Relativität eigentlich unbeschleunigt.

Richtig, und ein Stein am Fußboden ist beschleunigt. Das ist aber nicht gemeint.
Ich müsste selber nochmal nachlesen, damit ich keinen Unsinn erzähle, aber zumindest in der Näherung schwacher Felder geht es um die Beschleunigung relativ zum Hintergrund. Wobei da Gravitationswellen z.B. bei einer Kreisbahrn kaum auftreten, weil erst Quadrupolmomente sttrahlen können. Planetenbahnen wären sonst ähnlich instabil wie Elektronen um die Atomkern.

https://arxiv.org/abs/gr-qc/9909087