Hauptunterschied – Gravitationswellen vs. Gravitationswellen

Die Begriffe „Schwerewellen“ und „Gravitationswellen“ sind zwei häufig verwechselte Begriffe in der Physik. Schwerewellen werden in flüssigen Medien oder an Grenzflächen zwischen zwei flüssigen Medien erzeugt. Andererseits werden Gravitationswellen durch kosmologische Phänomene im Universum erzeugt. Dies ist das Hauptunterschied zwischen Gravitationswellen und Gravitationswellen. Schwerewellen können auf der Erde leicht nachgewiesen werden, während Gravitationswellen erst am 14. September 2015 nachgewiesen werden konnten. Das Konzept der Schwerewellen ist nicht komplex, während das Konzept der Gravitationswellen komplex ist. Die Die Entstehung von Gravitationswellen lässt sich in der Fluiddynamik leicht erklären, während die Entstehung von Gravitationswellen nicht leicht zu verstehen ist. Wie Sie sehen, haben diese beiden Begriffe also völlig unterschiedliche Bedeutungen. Dieser Artikel versucht, Ihnen ein besseres Verständnis dieser Unterschiede zu vermitteln.

Was sind Gravitationswellen?

Bewegt sich ein Fluidpartikel oder eine Ansammlung von Partikeln auf einer Grenzfläche zweier Fluide (zwischen Wasser und Luft) oder in einen Bereich des Fluids mit unterschiedlicher Dichte, versucht die Schwerkraft, das verlorene Gleichgewicht wiederherzustellen, indem sie einige Flüssigkeitspartikel an geeigneten Stellen. Dieser Versuch der Schwerkraft erzeugt Schwingungen und schwingt um den Gleichgewichtszustand, bekannt als Schwerewellen oder Auftriebswellen. Die Gravitationswellen, die an Grenzflächen zwischen einem Wasserkörper und Luft erzeugt werden, heißen Oberflächenschwerewellen wobei die Schwerewellen, die in den Gewässern (Meer, Teiche und Seen) erzeugt werden, als. bezeichnet werden interne Schwerewellen.

Oberflächenschwerewellen

Was sind Gravitationswellen?

Die Existenz der Gravitationswellen wurde erstmals 1916 von Albert Einstein vorgeschlagen, aber Wissenschaftler konnten sie erst am 14. September 2015 nachweisen. Es gab viele Argumente, selbst unter einigen großen Wissenschaftlern, über die Existenz von Gravitationswellen. Ein Forscherteam des LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) gab im September 2015 bekannt, dass sie Gravitationswellen in der Struktur des Raum-Zeit-Koordinatensystems entdeckt haben. Laut den Forschern von LIGO wurden die von ihnen entdeckten Gravitationswellen erzeugt, als zwei Schwarze Löcher zu einem einzigen riesigen Schwarzen Loch verschmolzen.

Die Allgemeine Relativitätstheorie sagt voraus, dass ein System aus zwei umeinander kreisenden Schwarzen Löchern ihre Energie als Gravitationswellen freisetzt. Das System verliert also seine Energie, was dazu führt, dass sie sich nähern. Dieser Prozess dauert Milliarden von Jahren und im letzten Bruchteil einer Sekunde stoßen die beiden Schwarzen Löcher aufeinander und erzeugen ein einziges riesiges Schwarzes Loch. Durch diesen gewaltigen kosmologischen Schlag wird ein Teil der Masse des Systems in Energie umgewandelt und breitet sich als Gravitationswellen durch den Raum aus. Die Menge der in Energie umgewandelten Masse wird durch die berühmte Einstein-Gleichung E=mc².

Unterschied zwischen Gravitationswellen und Gravitationswellen

Grundlegende Natur:

Schwerkraftwellen: Schwerewellen sind mechanische Wellen.

Gravitationswellen: Gravitationswellen sind keine mechanischen Wellen.

Herkunft:

Schwerewellen: Oberflächenschwerewellen wie Meereswellen werden häufig durch Winde auf Wasseroberflächen erzeugt. Die Wellen, die entstehen, wenn ein Stein in einen Teich oder See fällt, sind ebenfalls Oberflächengravitationswellen. Gezeiten sind auch Oberflächenwellen, die durch die Anziehungskraft der Sonne oder des Mondes erzeugt werden. Darüber hinaus erzeugen Unterwasserbeben Oberflächengravitationswellen, die Tsunamis genannt werden.

Interne Schwerewellen werden in Flüssigkeiten hergestellt. Ein Beispiel für interne Schwerewellen sind Bergwellen, die entstehen, wenn der Wind über einen Berg streicht. Wenn der Auftrieb Luft nach oben drückt, zieht sie die Schwerkraft außerdem wieder nach unten, um das Gleichgewicht wiederherzustellen, und als Ergebnis dieser Reaktion werden in der Luft innere Schwerewellen erzeugt. Das gleiche passiert in Gewässern wie Ozeanen und Seen. Die wesentliche Voraussetzung für interne Schwerewellen ist eine sich kontinuierlich oder diskontinuierlich ändernde Dichte des Fluids. Im Allgemeinen ändern sich in den Gewässern die Temperatur und der Salzgehalt mit der Tiefe und daher variiert die Dichte innerhalb der Flüssigkeit von Schicht zu Schicht. Auch die Dichte der Atmosphäre variiert aus mehreren Gründen.

Gravitationswellen: Nach der Relativitätstheorie erzeugt jedes beschleunigende oder bremsende Objekt, das nicht kugel- oder zylindersymmetrisch ist, Gravitationswellen. Darüber hinaus erzeugen auch unregelmäßig geformte rotierende Sterne und Doppelsysteme aus Schwarzen Löchern, Neutronensternen oder Schwarzen Loch-Neutronenstern, die sich umkreisen, Gravitationswellen. Gravitationswellen werden nach Ansicht einiger Astrophysiker durch kosmologische Explosionen wie Supernova-Explosionen oder Gamma-Ray-Bursts (GBR) erzeugt.

Wissenschaftliche Erklärungen & Theorien:

Schwerkraftwellen: Die Fluiddynamik kann verwendet werden, um Schwerewellen zu erklären.

Gravitationswellen: Die Allgemeine Relativitätstheorie sagt die Existenz und Entstehung von Schwerewellen voraus.

Geschwindigkeit:

Schwerkraftwellen: Die Geschwindigkeit variiert. Die maximale Geschwindigkeit kann etwa 100 ms betragen.¹.

Gravitationswellen: Fährt mit Lichtgeschwindigkeit.

Mit den Wellen verbundene Energie:

Schwerkraftwellen: Gravitationswellen übertragen Energie durch Materie.

Gravitationswellen: Gravitationswellen transportieren Energie durch leeren Raum oder Materie.

Erkennung:

Schwerkraftwellen: Einige Arten von Gravitationswellen, wie zum Beispiel Meeresgezeiten, können mit bloßem Auge gesehen werden. Es gibt jedoch einige Arten von Schwerewellen, die mit bloßem Auge nicht zu sehen sind. Sie können jedoch mithilfe von Satellitendaten oder anderen Instrumenten erkannt und kartiert werden.

Gravitationswellen: Mit Hilfe der von LIGO aufgezeichneten Signale konnten Physiker am 14. September 2015 erstmals Gravitationswellen nachweisen.

Bedeutung der Erkennung:

Schwerkraftwellen: Die Erkennung von Schwerewellen ist für die Wettervorhersage und das Katastrophenmanagement sehr wichtig.

Gravitationswellen: Physiker glauben, dass die Gravitationswellen jede kosmologische Barriere durchdringen können. Gravitationswellen tragen also sehr wichtige kosmologische Informationen und sie werden die Geheimnisse des Universums enthüllen.

Medium zur Vermehrung:

Schwerkraftwellen: Schwerewellen benötigen ein Medium zur Ausbreitung, da es sich um mechanische Wellen handelt. Sie werden in Flüssigkeiten produziert und breiten sich in Flüssigkeiten aus.

Gravitationswellen: Gravitationswellen benötigen kein Medium zur Ausbreitung, da sie keine mechanischen Wellen sind.

Dämpfung durch physikalische Barrieren:

Schwerkraftwellen: Schwerewellen werden durch physikalische Barrieren deutlich gedämpft.

Gravitationswellen: Die Abschwächung von Gravitationswellen beim Durchdringen physikalischer Barrieren ist vernachlässigbar.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

„Windwelle“ von Brocken Inaglory – Eigene Arbeit, (GFDL) über Commons Wikimedia

„Geschichte des Universums“ von Yinweichen – Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia