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?
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 . 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.
Wrichik Basu
Wrichik Basu