LIGO Gravitationswellen-Entdeckung – woher kannten sie die Ursache der Spitze? [Duplikat]

Zum Auftakt gibt es ein paar Fehleinschätzungen in Ihrer ersten Aussage:

welch unglaubliches Glück hatten die Entdecker, die Welle zu erwischen, die vor Milliarden von Jahren durch ein so seltenes Ereignis erzeugt wurde, eine Stunde nach Beginn eines Testlaufs ihrer Ausrüstung.

Dieses Ereignis ist selten, aber nicht besonders selten: Jedes Paar von Schwarzen Löchern kollidiert und emittiert einmal, für ein paar Sekunden, in vielen Millionen Jahren Umlaufbahn, aber der Weltraum ist groß und es gibt viel, viel Schwarz Löcher in den vielen Millionen Galaxien, die sich innerhalb von 1Gly von der Erde befinden.

Letztendlich kommt es darauf an, (i) die Stärke des Signals eines bestimmten Ereignisses in einer bestimmten Entfernung abzuschätzen, (ii) die Anzahl der Ereignisse abzuschätzen, die in einem bestimmten Volumen auftreten werden, und (iii) einen empfindlichen Detektor zu bauen genug, dass sein Erkennungsvolumen genügend Ereignisse enthält, um sich zu lohnen. All diese Berechnungen wurden lange vor dem Bau von LIGO durchgeführt, als Teil des Arguments, dass es von vornherein eine kluge Sache war, es zu bauen.

Auf einer anderen Spur ist die Behauptung, dass die Erkennung innerhalb einer Stunde nach dem ersten Testlauf erfolgte, ungenau. Die Erkennung erfolgte zwei Tage nach Beginn des technischen Laufs, der dem ersten wissenschaftlichen Lauf von Advanced LIGO vorausging, und es gab viele vorherige Laufzeiten für die Standard- und die erweiterten Konfigurationen. Die Zwei-Tage-Zeit ist in der Tat ziemlich glücklich, aber nicht unangemessen; die zweite Entdeckung, GW151226 , geschah innerhalb von drei Monaten nach der ersten.

Also zu deiner Hauptfrage. Im Vorfeld der Wissenschaftsläufe gab es viele Jahre lang große Anstrengungen der numerischen GR-Community, alle bekannten möglichen Quellen von Gravitationswellen zu erforschen und vorherzusagen, wie das Signal auf der Erde aussehen würde, wie stark dieses Signal sein würde und wie es sein würde hängt von den Eigenschaften der Quelle ab.

Die ursprüngliche Quelle, GW150914, war leicht auszumachen, da sie eine sehr charakteristische Form hat, die sie im Wesentlichen als Verschmelzung von Schwarzen Löchern versiegelt. Darüber hinaus hat die Wellenform eine sehr charakteristische Dauer, Frequenz und Chirp, und all dies kann direkt mit den Eigenschaften der Quellenkollision in Beziehung gesetzt werden.

Diese Aspekte der Form des Pulses lassen uns also auf die Quelle schließen, insbesondere auf die Massen der Schwarzen Löcher und ihre Umlaufbahn. Dies wiederum sagt uns die Menge an Energie, die emittiert wurde, und daraus können wir die absolute „Leuchtkraft“ der Quelle ableiten, die wir dann mit der beobachteten Intensität der Wellenform vergleichen können, um die Entfernung zur Quelle zu erhalten. Dies sagt uns, „woher“ das Signal kommt, zumindest in Bezug auf die Entfernung.

Die Richtung, aus der das Signal kam, wird dagegen auf banalere Weise herausgearbeitet, indem man sich die relative Verzögerung bei der Beobachtung der beiden Standorte ansieht, was eine Einschränkung darstellt. Da die Wellen polarisiert sind und die beiden Detektoren in unterschiedliche Richtungen zeigen, kann die relative Intensität der beiden Detektionen zusätzliche Informationen über die Richtung liefern (jedoch nicht so viel). Wenn Sie sich also den Bereich des Himmels ansehen, aus dem das Signal stammen könnte, erhalten Sie einen ziemlich breiten Fleck.

Die Leute führten Computersimulationen durch, die ihnen sagten, welches Wellenmuster für verschiedene kosmologische Ereignisse beobachtet werden würde.

Jeder hat sogar seinen eigenen „Fingerabdruck“, anhand dessen die verschiedenen Ereignisse unterschieden werden können.

Soweit ich weiß, gab es keine zusätzlichen astronomischen Beobachtungen, die eindeutige Ergebnisse über die Entstehung der Welle lieferten. Das liegt an der schlechten Auflösung von ligo. Die Leute wissen nicht, wo genau sie nach dem Ursprung der Welle suchen sollen.

ERFORDERLICHE BEARBEITUNG: Ich kann Ihre "Wo" -Frage beantworten, aber ich weiß nicht genug über das Thema, um die "Wann" -Frage zu beantworten.

Gravitationswellen dehnen die Raumzeit aus, und genau das wurde mit dem Interferometer beobachtet. Die Art und Weise, wie diese Dehnung erfolgt, ist nicht willkürlich und sagt etwas über die Richtung aus, in die sich das Signal bewegt. Wie ich bereits erwähnt habe, ist die Winkelauflösung nicht sehr gut, so dass eine genaue Ortung des Ursprungs (vorerst) unmöglich ist.