Universiteit LeidenZegel Universiteit Leiden

Home > education > profielwerkstuk  

Leiden Observatory

Profielwerkstuk over Sterrenkunde

OnderwerpMiniGRAIL en zwaartekrachtgolven‏
NaamMario
Datum2016-10-07 13:10:34
VraagIk heb enige vragen over de MiniGRAIL en zwaartekrachtgolven in het algemeen en zou graag in contact willen komen met een professor die hier meer vanaf weet.
Als u mij een e-mailadres zou kunnen sturen ben ik erg blij, als u het e-mailadres liever niet verschaft, zou u dan deze e-mail willen doorsturen naar een van de professoren?



Hallo, ik doe mijn profielwerkstuk over zwaartekrachtgolven. Ik ben erachter gekomen dat het soms moeilijk is om dingen te vertalen en om achter berekeningen te komen, daarom heb ik besloten te mailen.

De interferometers worden door allerlei ruizen dwarsgezeten.

Wat betekent precies de effectieve energie (de minimale energie die de MiniGRAIL kan opvangen)?

Wat zijn testmassa's in de interferometers?

Dit is wat ik tot nu toe heb aan ruizen:

Kwantum ruis speelt een grote rol in het proces, hierbij gaat het vooral om stralingsdruk (het impuls van elektromagnetische straling dat storing geeft) en hagelruis (toevallige schommelingen die te maken hebben met fotonen).
Brownse ruis is ook een probleem, hierbij gaat het vooral om de test massa’s, die door verwarming van de coatings kunnen vervormen (heel weinig maar toch significant).

Ik vind het erg moeilijk om een goede vertaling te krijgen en het ook te begrijpen.
Zou u globaal kunnen uitleggen hoe het met de volgende verstoringen zit?

Quantum noise
Test mass thermal noise
Suspension thermal noise
Gravity gradients



Klopt dit?
In het geval van zwaartekrachtgolven kan de frequentie berekend worden door de frequentie waarmee 2 objecten om elkaar heen draaien x2 te doen. Dit omdat een beide objecten een golf uitzenden wanneer zij langkomen. Dit is alleen het gevallen bij objecten die in een vaste baan om elkaar heen zitten.

Ik vind het moeilijk om deze vraag te formuleren
Hoe zit het precies met de amplitude, deze heeft te maken met het vervormen van de ruimte waarop objecten zich bevinden. Maar hoe rekt en drukt de golf de objecten uit. Met name wat gebeurt er precies wanneer een zwaartekrachtgolf door een object passert?

hoe komen ze aan de verdeling van de waarschijnlijkheid in het document?

En ik vroeg me af of dit stuk klopt? En als er stukken niet kloppen zou u dan aangeven hoe het wel zit?


De formule hoort hierbij (bron: PhysRevLett.116.061102.pdf )
Mchirp= 30 Mzon
Met Mchirp kan berekend worden dat m1+m2 = 70 Mzon
Ik vraag me af hoe de hierbovenstaande massa is afgeleid uit de volgende formule:
ik kan geen bijalges toevoegen maar als je chirp mass zoekt vind je de formule
Met Mchirp kan berekend worden dat m1+m2 = 70 Mzon
Daarna heeft men met numerieke modellering gebaseerd op algemene relativiteit de (waarschijnlijke) massa’s berekend door verschillende parameters voor de massa’s uit te proberen. Wanneer de massa’s in het model hetzelfde verdeeld zijn als in het echt zullen de golfvormen (figuur hieronder) overeenkomen.
Uit het model volgt dat de massa’s van de zwarte gaten zo verdeeld zijn:
Z1= 36 ±5 Mzon en Z2=29 ±4 Mzon .
Energie zwaartekrachtgolven
Deze massa’s zijn met dezelfde omstandigheden als in het echt weer neergezet in een model met numerieke modellering gebaseerd op algemene relativiteit. Wanneer men dit doet volgt uit het model dat 3 ±0.5 Mzon wordt uitgestraald in gravitatiegolven. Dat is 5.4 x 1047J. Onze zon zou (als hij hetzelfde vermogen behoudt) er 4.4 x 1014 Jaar over doen om deze energie uit te stralen, dat is ongeveer 3000x de leeftijd van het heelal (de zon heeft natuurlijk maar 1 Mzon , maar even om een beeld te schetsen). Zodoende houdt men dus een massa over van de samengesmolten zwarte gaten van 62 ±4 Mzon.
Ook al kom er zoveel energie vrij bij het samensmelten van de zwarte gaten, is de verandering die de armen ondergaan minuscuul, met een relatieve uitrekking van maximaal 10-21 verandert de arm met een lengte van: 10-21 x 3994,5 = 3,9945 x 10-18 m. Dat is ongeveer 400x zo weinig als de diameter van een proton.
Afstand
Omdat de uitgestraalde energie van het samensmelten van de zwarte gaten bekend is, en ook de amplitude die is waargenomen op aarde, kan berekend worden hoe ver de gebeurtenis heeft plaatsgevonden. Hieruit volgt de afstand: 410 ±170 Mpc. 410 Mpc is ongeveer gelijk aan
1,3 x 109 ly. Zelf wanneer deze gebeurtenis 1,3 miljard jaar geleden heeft plaatsgevonden is dat te meten op aarde!

Als u nog extra documenten, informatie, filmpjes of andere hulpmiddelen heeft, stel ik deze zeer op prijs!

mvg Mario
AntwoordBeste Mario,

Ik zie dat je contact hebt gehad met Henk Buisman. Helaas hebben we hier inderdaad geen opdracht voor liggen, maar hier gaan we zeker naar kijken voor de aankomende jaren. Wat ik wel voor je kan doen is een afspraak regelen met een van onze professoren die over dit onderwerp gaat. Mocht je dit wat lijken dan hoor ik het graag.

Met vriendelijke groet,
Esmee Stoop
Studentambassadeur Sterrenkunde

[Terug]