Als ich von der LIGO-Gravitationswellendetektion hörte, fragte ich mich, ob die Entfernung zum Ereignis durch das Abstandsgesetz der Strahlung und/oder durch gemessene Rotverschiebungen bestimmt wurde. Was ist/sind der Fall? Eine frühere Antwort auf die Natur der Rotverschiebungen von Gravitationswellen impliziert, dass die ursprüngliche Frequenz unbekannt ist und daher auch die Rotverschiebung unbekannt ist. Ich frage mich weiter, wie die Berechnungen der Massen der beiden Sterne so genau sein können, die Frequenzen der Gravitationswellen jedoch nicht.
Ich bin Amateurastronom und ehemaliger Planetariumsdirektor und kenne mich mit relativistischer Gravitationstheorie nicht aus. Ich habe seit Februar nach einer Antwort gesucht und sogar Kip Thorne, dessen Buch „Gravitation“ ich besitze, eine E-Mail geschickt.
Zur Kritik als Duplikat: Ich bin es gewohnt, nach der Entfernung zu einem Objekt zu fragen, indem ich nach der Rotverschiebung frage, insb. für Entfernungen, die zu weit sind, als dass Cephiad-Variablen sichtbar sein könnten. Vielleicht ist die Frage dumm, aber niemand hat nach der Möglichkeit gefragt, die Rotverschiebung dieses Ereignisses direkt zu messen. Daher denke ich, dass diese Frage etwas einzigartig ist. Aus den Kommentaren entnehme ich, dass die Rotverschiebung von LIGO-Ereignissen niemals direkt gemessen werden kann.
Die Frequenzentwicklung des Signals kann sehr genau bestimmt werden. Basierend auf der Änderungsrate der Frequenz wird die 'Chirp-Masse' eindeutig (mit einiger Genauigkeit) bestimmt. Die „Chirp-Masse“ bestimmt auch die intrinsische Amplitude des Gravitationswellenereignisses. Der Vergleich der intrinsischen Amplitude mit der beobachteten Amplitude bestimmt dann den Abstand (beachten Sie, dass die „Dehnung“ umgekehrt proportional zum Abstand ist, nicht zum Quadrat des Abstands).
DilithiumMatrix hat Recht. Ein paar weitere Punkte und ein paar Referenzen, die Sie lesen und verstehen können, beschreiben die erste Verschmelzung von Schwarzen Löchern und einige der wichtigsten Ergebnisse. Nicht so schwer, wenig Mathe, gute Zahlen.
Die Messungen ermöglichen es Ihnen, die Chirp-Masse und die Massen der anfänglichen Schwarzen Löcher und des endgültigen mit einiger Genauigkeit zu bestimmen. Die Differenz für dieses sogenannte 091415-Ereignis (das beobachtete Datum) zwischen End- und Startmasse betrug 3 Sonnenmassen, was daher die Menge an Energie ist, die als Gravitationswellen abgestrahlt wird. Daraus und den Zeiten für die Verschmelzung (der größte Teil der Strahlung wird in den letzten paar Umlaufbahnen und beim Verschmelzen emittiert, und es wurde ziemlich genau modelliert, sodass man anhand der Gesamtenergie die Spitzenleistung und tatsächlich die Amplitude der Wellenform abschätzen kann emittiert) kann man die emittierte Leistung über die ungefähr 1/4 Sekunde erhalten, in der das meiste davon emittiert wurde. Aus dieser emittierten Leistung, dh ihrer inhärenten Leuchtkraft, und einem Vergleich mit der detektierten Leistung kann man den Ausbreitungsverlust erhalten und unter der Annahme 1/ Ausbreitung erhält man die Entfernung R., das ist die sogenannte Leuchtkraftentfernung, die 1,3 Milliarden Lichtjahre betrug. Daraus schätzt man die kosmologische Rotverschiebung, sie betrug etwa 0,09.
Die erste Referenz ist interessant zu lesen, siehe http://www.ligo.org/science/Publication-GW150914/index.php . Eine gute Einführung.
Ihre veröffentlichten Fachartikel waren vielfältig, aber der erste fasste alles Wichtige zusammen, und Sie können ein Gefühl für die Unsicherheiten bekommen (zum Beispiel waren die anfänglichen Massen unsicherer, aber die Massenunterschiede des endgültigen Schwarzen Lochs und der ersten beiden sind genauer und dort haben sie die 3 Sonnenmassen ungefähr). Es ist nicht schwer zu lesen und auch interessant unter https://dcc.ligo.org/public/0122/P150914/014/LIGO-P150914_Detection_of_GW150914.pdf
Es ist interessant festzustellen, dass die Spitzenleistung, die in der Gravitationsstrahlung emittiert wird, etwa 3 Sonnenmassen in einer Viertelsekunde oder so, mehr Leistung war als die gesamte augenblickliche Leistung, die vom Licht aller Sterne im beobachtbaren Universum für diesen kurzen Zeitraum von emittiert wird Zeit.
Das LIGO-Team glaubt, dass sie genauere Zahlen für die Massen erhalten werden, die die anfänglichen Massen verursachen, wenn sie mehr vom gesamten Fusionsprozess sehen können – sie haben nur Sekunden davon gesehen. Ich glaube, sie haben bei der zweiten Beobachtung ein paar Monate später mehr gesehen.
Ein paar weitere interessante Punkte sind, dass sie nicht in der Lage waren, den genauen Ort zu bestimmen, an dem sich die Quellen befanden, sie machten im Grunde Zeitunterschiede bei der Ankunft und hatten nur zwei unabhängige Messungen. Mit mehr LIGOs auf der ganzen Welt werden sie viel besser lokalisieren und versuchen, sie mit optischen oder anderen Radio- oder Röntgenbeobachtungen in der Umgebung zu vergleichen, um mehr astronomische Korrelationen zu erhalten.
ProfRob
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DilithiumMatrix
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