Unsere Welt zu verstehen:  Steifheit Raumes

 

 
Zur Steifheit des kosmischen Raumes

— hmsgnr0214z

 
 
Gravitationswellen durchdringen Materie, ohne nennenswert abgeschwächt zu werden. Sie breiten sich ähnlich aus, wie durch Erdbeben verursachte Druckwellen im Boden:
 
Sie machen sich bemerkbar als winzige Stauchungen und Streckungen. Genauer: In einer Richtung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Gravitationswelle wird die Raumzeit periodisch abwechselnd in eine Richtung gedehnt und in die dazu senkrechte gestaucht.
 
Siehe hierzu die Illustration auf Einstein Online.
 
Dieser Effekt liegt typischerweise in der Größenordnung von 10^-19 Prozent (pro Kilometer ist das etwa 1 Zehntausendstel des Protonen-Durchmessers).
 
Dass er dermaßen gering ist liegt an der extremen Steifheit der Raumzeit: Sie ist 10³² Mal größer als die Steifheit von Stahl, 10⁴³ Mal größer als die von Gummi.
 
Man kann das mit der physikalischen Größe » Elastizitätsmodel « ausdrücken. Sein Wert beträgt 0,05 Gigapascal für Gummi, 200 für Stahl, aber schier unvorstellbare 10²⁴ Gigapascal für die Raumzeit.
 

 
 
Wie schwingen Gravitationswellen?
 
Wie Einstein schon 1918 entdeckt hat, können Gravitationswellen — nach der ART — nur auf zwei unterschiedliche Arten polarisiert sein: Linear oder elliptisch (der Unterschied ist mir nur ansatzweise klar, siehe Theorie der Gravitationswellen und denkbare Polarisationsarten).
 
Dass Gravitationswellen — anders als Schallwellen — Transversalwellen sind (wie auch das Licht), erscheint mir erstaunlich.
 

 
 
Was verursacht Gravitationswellen?
 
Gravitationswellen entstehen, wenn Masse beschleunigt wird (ganz so wie Photonen überall dort entstehen, wo ein elektrisch geladenes Teilchen sich beschleunigt bewegt).