Gibt es Lücken im Bereich der Gravitationswellenfrequenzen, die wir erkennen können?

Gibt es Wellenlängen zwischen den Bereichen dieser verschiedenen Detektoren, die wir nicht erkennen könnten?

Ja! Es gibt das Millihertz-Band, das vom weltraumgestützten Observatorium LISA erfasst werden kann, und das Dezihertz-Band, das ungefähr den Bereich vom Millihertz-Band bis zu dem Bereich abdeckt, der von bodengestützten Detektoren wie aLIGO/Virgo beobachtet werden kann von Observatorien wie aTianGO nachweisbar sein.

Dies wird durch die Empfindlichkeitskurven verschiedener Detektoren in der Abbildung unten aus diesem Papier gezeigt, die den wissenschaftlichen Fall für aTianGO verdeutlichen, wobei die Kurve für LISA lila und die Kurve für aLIGO orange ist ($\gtrsim 10$Hz), und die Kurve für aTianGO ist rot. Die Nanohertz-Observatorien befinden sich links von dieser Abbildung und sind als Pulsar-Timing-Arrays bekannt, wie z. B. NANOGrav .

Bodengestützte Observatorien sind unterhalb der seismischen Wand bei ~10 Hz nicht empfindlich (obwohl dies in Zukunft möglicherweise kein solches Problem mehr darstellt, wenn sie in der Lage sind, seismische Echtzeit-Feedback-Detektoren in den Bereichen um die G-Wellen-Detektoren herum zu implementieren ). Die Dezihertz-Detektoren wie aTianGO und DECIGO werden dazu beitragen, die bodengestützten Detektoren in Bezug auf die Himmelslokalisierung von Quellen (entscheidend für die Einschränkung des Hubble-Parameters) und für die Frühwarnung vor Verschmelzungsereignissen binärer Schwarzer Löcher seit dem Höhepunkt zu ergänzen Die Empfindlichkeit dieser Detektoren liegt unterhalb der seismischen Wand, da es sich um weltraumgestützte Detektoren handelt. Das Einstein-Teleskopist ein vorgeschlagenes bodengestütztes Observatorium, das eine Dreiecksgeometrie wie LISA anstelle der L-förmigen Geometrie von LIGO/Virgo und Arme haben würde, die etwas mehr als doppelt so lang sind wie die von LIGO.

Dieses Papier von Loeb und Moaz (2015) schlägt vor, ein Netzwerk von Atomuhren zu verwenden, um den Effekt der Gravitationszeitdilatation aufgrund einer vorbeiziehenden Gravitationswelle zu erkennen, was auch im Millihertz-Band relevant wäre.

Ja, es gibt einen riesigen Frequenzbereich zwischen denen, für die aLIGO empfindlich ist ($30$-$3000$Hz) und die Pulsar-Timing-Arrays ($10^{-10}$-$10^{-7}$Hertz). Das ESA-Raumfahrzeug LISA, eine geplante Mission, die 2017 genehmigt wurde und 2037+ starten könnte , soll diese Lücke schließen.

Das folgende Diagramm stellt (grob gesagt) die kleinste messbare Dehnung als Funktion der Frequenz dar.

Ob Lücken zwischen diesen drei Instrumenten bestehen, hängt davon ab, was Sie unter einer Lücke verstehen. Es gibt eine gewisse Empfindlichkeit in den Überlappungen, aber diese Empfindlichkeit ist 2–3 Größenordnungen niedriger als die Spitzenempfindlichkeit. Daher$10^{-7}$-$10^{-5}$Hz sieht ebenso schlecht abgedeckt aus$0.1$-$10$Hertz. Letzteres wird teilweise durch neue bodengebundene Technologie wie das Einstein-Teleskop verbessert .

Abbildung, die Christopher Moore, Robert Cole und Christopher Berry zuzuschreiben ist und Kohler (2016) entnommen ist