Detektion von Gravitationswellen

Mir ist bewusst, dass alles, was Masse hat, Gravitationswellen erzeugt, und der einzige Grund, warum wir sie nicht entdecken, ist, dass sie unglaublich klein sind.

Wenn Gravitationswellen wie jede andere Welle wirken, dann sollten sie sich überlagern. Da es im Universum eine große Anzahl massiver Objekte gibt, die sich ständig bewegen, sollten sich die Gravitationspulse nicht so überlagern, dass LIGO immer Gravitationswellen detektieren müsste?

Ich würde Ihnen empfehlen, diese Frage per Mail an questions@ligo.org zu senden . Die Wissenschaftler sind sehr hilfsbereit und beantworten Ihre Fragen immer, wie sie es in mehreren Fällen von mir getan haben. Und wer kann ihre Theorien besser kennen als sie selbst?
Weitere Inhalte finden Sie unter www.ligo.org. Vergessen Sie nicht, eine Antwort auf Ihre Frage zu posten, wenn Sie eine Antwort von LIGO erhalten. Darauf freue ich mich. 😊😊

Antworten (1)

Nun ja, fragen Sie LIGO, aber es ist nicht so schwer, und die Leute in PSE können Ihnen einige Antworten geben.

Aber keine Frage, sie haben einige veröffentlicht und es gibt andere Artikel und detailliertere Zusammenfassungen, die Sie googeln können. Für LIGO können Sie mit https://www.ligo.caltech.edu/page/gw-sources beginnen . Oder googeln Sie Gravitationswellenquellen

Ja, natürlich überlagern sich Gravitationswellen, aber schwache Wellen, die stärkeren Wellen überlagert werden, können unbemerkt bleiben. Wie elektromagnetische Wellen breiten sie sich in linearer Näherung aus und zerfallen mit einem Abstand von 1 / r weit genug entfernt. Die stärksten Gravitationswellen werden von sehr dichten und sehr kleinen Objekten wie Schwarzen Löchern und Neutronensternen emittiert, wenn sie stark gestört werden, wie z. B. bei Kollision oder Verschmelzung. Es gibt andere starke Quellen, wahrscheinlich aus den Anfängen des Universums, vor der Rekombination, dass wir gerne Detektoren bauen würden, die groß genug sind, um ihre wahrscheinlich längeren Wellenlängen zu sehen.

Wir sehen die Summe von all dem nicht, weil wir nicht genug Empfindlichkeit haben und weil ihre Frequenzen unterschiedlich sein können (da sie sich bei elektromagnetischen Wellen auf derselben Frequenz überlagern, sind die stärkeren nichtlinearen Effekte viel schwächer).

Im nichtlinearen Bereich für Gravitationswellen werden die Dinge viel komplizierter, da die Gravitation in der Allgemeinen Relativitätstheorie im Wesentlichen mit sich selbst interagiert – Gravitationseffekte stören sich gegenseitig, wenn sie stark genug sind.

Interessant für Gravitationswellen ist auch, dass sie nicht durch Monopole (Einzelmassen) oder gar Dipolverteilungen erzeugt werden können, wohl aber durch Quadrupole und n-Pole, für höhere 2 N . Das meiste (oder alles), was wir bisher entdeckt haben, stammt von den Verschmelzungen, die nicht genau radial verlaufen, sodass sie ein Quadrupolmoment haben (denken Sie an eine Langhantel, die sich in einer anderen Achse als ihrer Symmetrieachse dreht). Wenn wir empfindlichere Detektoren bekommen, werden wir mehr und Effekte von anderen Gravitationsverzerrungen sehen.

Die astrophysikalische und physikalische Gemeinschaft versucht, empfindlichere und größere Detektoren für Gravitationswellen zu bauen. Sie betrachten diese im Grunde als Gravitationsobservatorien, ein ganz neues Regime zur Erforschung des Universums. Ein Paper dazu findet sich beispielsweise unter https://arxiv.org/pdf/1209.0667.pdf . Ich bin mir sicher, dass es neuere Arbeiten gibt, die detailliert beschreiben, was speziell für jede Interferometergröße zu sehen ist.

Vielen Dank, alles unglaublich aufschlussreich!!! Ich habe mich nur gefragt, wie ich verstehe, dass die Atrophysik-Community in Zukunft neue Interferometer im Weltraum bauen möchte, um die kleinsten Störungen in der Raumzeit zu bemerken. Wenn wir in der Lage wären, eine Gravitationswelle im Hintergrund zu erkennen, wie Sie es erwähnt haben, würden wir dann erwarten, dass sie die gleichen Dichteunterschiede wie das CMB aufweist, oder würden diese beiden Phänomene nicht miteinander zusammenhängen?
@ Francesco. Ich bin eine faire und gute Frage. Die Antwort ist fast sicher ja. Da die meisten CMB-Schwankungen durch Dichteschwankungen zu der Zeit verursacht werden, als Licht nach der Rekombination entweichen konnte (etwa 380.000 Jahre nach dem Urknall), und diesen Dichtestörungen (nur Schwankungen der Masse der Energiedichte in verschiedenen Teilen). des damaligen Himmels) auf Gravitationswellen wirken würde, wie es jede Masse (von derselben Gesamtmenge) tun würde, es wird eine gewisse Wirkung haben. Vor 2-3 Jahren dachten wir, wir hätten aufgrund von primordialen GW-Wellen einige Muster im CMB entdeckt. Es wurde bestimmt --- siehe weiter
dass es sich um einen Fehlalarm handelte. Ursprüngliche GWs wurden in der Frühzeit des Universums, auch aufgrund von Inflation, erzeugt und vermehrt. Wenn und wenn wir es entdecken, sollten wir einen echten Inflationsbeweis sehen und wahrscheinlich auch mehr Informationen über die Masseninhomogenitäten früh und bis zu einem gewissen Zeitpunkt. Ob wir die Inhomogenitäten darin sehen, die CMB zeigt, oder aus früheren Zeiträumen, es kann einige Korrelationen geben. Wenn wir mit genug Sensibilität sehen. Sehen Sie sich die Abbildung im folgenden Wiki-Artikel an, um zu sehen, was wir von GWs sehen könnten. en.m.wikipedia.org/wiki/Gravitational-wave_observatory