Was ist in GR eine "Quelle-Frame-Masse"?

In der jüngsten LIGO-Veröffentlichung

"GW150914: Erste Ergebnisse der Suche nach der Koaleszenz binärer Schwarzer Löcher mit Advanced LIGO, (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration)" ,

Sie beziehen sich auf die Massen in einigen Modellen als:

"... ein binäres Schwarzloch-System mit nahezu gleicher Masse von Quellen-Frame-Massen 36 4 + 5 M Und 29 4 + 4 M (Medianwert und 90 % glaubwürdiger Bereich)."

"... ein binäres Schwarzes-Loch-System mit stellarer Masse und Komponentenmassen des Quellsystems 23 5 + 18 M Und 13 5 + 4 M "

In der Allgemeinen Relativitätstheorie habe ich von verschiedenen Arten von Massenparametern wie Komar-, Bondi- oder ADM-Masse gehört. Aber was ist die Source-Frame-Masse? Wie erhalten sie in einer so dynamischen Raumzeit ein lokalisiertes Massenmaß?

Antworten (1)

Es ist nur ein Effekt des Lebens in einem expandierenden Universum, genauso wie Wellenlängen von einer Quelle um einen Faktor von gestreckt werden 1 + z für Rotverschiebung z zwischen ihrer Aussendung und ihrem Empfang.

Wie in diesem Dokument beschrieben (die Referenz nach Ihrem ersten Zitat),

Die beobachtete Frequenz des Signals ist um einen Faktor von rotverschoben ( 1 + z ) , Wo z ist die kosmologische Rotverschiebung. Es gibt keine intrinsische Massen- oder Längenskala in der Vakuumallgemeinen Relativitätstheorie, und die dimensionslose Größe, die Frequenz enthält, ist F G M / C 3 . Folglich ist eine Rotverschiebung der Frequenz nicht von einer Neuskalierung der Massen um den gleichen Faktor zu unterscheiden. Wir messen daher rotverschobene Massen M , die mit Quellrahmenmassen in Beziehung stehen M = ( 1 + z ) M Quelle .

Das heißt, die naive Massenmessung, die ein Minkowski-Universum annimmt, wird um einen Faktor von falsch sein 1 + z im Vergleich dazu, direkt neben den Schwarzen Löchern zu sein und sie zu wiegen. Das Team korrigiert dies angesichts der Rotverschiebung von z = 0,09 .

Was das für Massen sind, Sie haben Recht, die Dinge können in der Allgemeinen Relativitätstheorie verwirrend werden, besonders wenn Dinge interagieren. Isolierte Schwarze Löcher, die in asymptotisch flachen Hintergründen sitzen, haben jedoch klar definierte Massen, denen alle zustimmen. Die numerischen Simulationen können sagen, was diese Massen sind (im Wesentlichen die Massen der gut getrennten Komponenten zu Beginn der Simulation und die Masse des Rests am Ende, lange nachdem sich alles beruhigt hat), und das ist was wird gemeldet. Niemand versucht, die gesamte ADM-Masse zwischen den Schwarzen Löchern und ihren nichtlinearen Wechselwirkungen auf halbem Weg durch die Fusion aufzuteilen.

Wie „initialisieren“ sie die numerischen Simulationen? Scheint, als gäbe es eine Art Konvention zur Schätzung der Masse des Schwarzen Lochs, wenn sie bereits interagieren. Vielleicht aus den Bereichen des Ereignishorizonts um jeden herum? Zum Beispiel, wenn die Simulationen mit den Löchern beginnen, die weit genug voneinander entfernt sind, dass sie fast kugelförmig sind?