Angenommen, zwei Schwarze Löcher kollidieren frontal. Mit anderen Worten, sie umkreisten sich vor der Kollision nicht. Ich weiß, das ist unwahrscheinlich. Nehmen Sie weiter an, dass ihre Größe und Entfernung von der Erde früheren Kollisionen ähneln, die von LIGO entdeckt wurden.
Mein Verständnis ist, dass nachweisbare Gravitationswellen von massiven Objekten verursacht werden, die massiven Beschleunigungen ausgesetzt sind, und dass bisher kollidierende Objekte erkannt wurden, die sich viele Male innerhalb von Sekundenbruchteilen umkreisen.
Ich gehe davon aus, dass eine Frontalkollision anstelle einer Welle einen einzelnen Gravitations-"Impuls" erzeugen würde. Ich weiß nicht, ob "Puls" das richtige Wort dafür ist. Wäre dieser Puls von LIGO nachweisbar?
Es gibt zwei Fragen: Würde es Gravitationswellen zu entdecken geben und würde LIGO sie entdecken?
Zum ersten Punkt: Gravitationswellen sind quadrupolar, und ein zylindersymmetrisches System wird keine erzeugen. (Insbesondere muss die zweite Zeitableitung des Quadrupolmoments des Spannungs-Energie-Tensors eines isolierten Systems ungleich Null sein, damit es Gravitationsstrahlung emittiert.) Eine Frontalkollision gleich massiver Schwarzer Löcher würde also keine signifikante Gravitation erzeugen Wellen. Wenn die BHs unterschiedliche Massen hätten oder die Kollision nicht ganz frontal wäre, würden Gravitationswellen erzeugt.
Zum zweiten Problem gibt es mindestens drei Möglichkeiten, wie LIGO sie übersehen könnte. Erstens könnten sie einfach zu schwach sein. Eine Verschmelzung durch Rotation ist eine der besten Möglichkeiten, Gravitationswellen zu erzeugen, und eine Frontalkollision ist eine der schlimmsten (natürlich während einer BH-Verschmelzung).
Eine zweite Möglichkeit, die es verpassen könnte, ist, wenn sich die Fusion in einem ihrer blinden Flecken befindet. Jeder LIGO-Detektor hat blinde Flecken und es gibt keine Regel, die besagt, dass eine BH-Fusion nicht in einem von ihnen sein darf. (Tatsächlich wurde die Neutronensternverschmelzung anhand der blinden Flecken lokalisiert. Der dritte Gravitationswellen-(GW)-Detektor, Virgo, in Italien, nahm die Neutronensternverschmelzung nicht auf. Er war hell/laut genug, dass er sollte haben, was bedeutete, dass sich die Fusion in einem der blinden Flecken von Virgo befand, was dazu beitrug, seinen Standort einzugrenzen.Ein GW, das nur in einem Detektor entdeckt wurde, würde als mögliches GW aufgeführt werden, aber nicht als Entdeckung, weil es einfach terrestrisch sein könnte Interferenz.
Aber eine andere Möglichkeit, die es verfehlen könnte, wäre, wenn LIGO nicht nach der Wellenform dieser Art von Fusion gesucht hätte. Die Allgemeine Relativitätstheorie ermöglicht es uns, das GW-Signal von jeder Art von Kollision, die wir für wahrscheinlich halten, sehr detailliert zu berechnen. Da die GW-Signale so schwach sind, besteht der erste Schritt der Erkennung darin, berechnete GW-Wellenformen mit den Daten abzugleichen und nach Übereinstimmungen zu suchen. Sobald eine Übereinstimmung gefunden ist, wird das Signal genauer analysiert, aber sie müssen wissen, wo sie suchen müssen. Wenn niemand mit der Wellenform gerechnet hat und sie nicht stark genug war, um aus den Daten herauszuspringen und zu schreien: "Hier bin ich, Dummy!" es könnte übersehen werden. Da zu erwarten ist, dass Frontalkollisionen sehr selten sind, ist es möglich, dass sie nicht in der von LIGO überprüften Bibliothek von Wellenformen enthalten sind.
Die Wellenform der binären Inspiration betrug etwa 100 ms mit einer Spitze für jede Umdrehung, es wurden etwa 10 Wellen/Umdrehungen im Bereich von 30 bis 200 Hz gemessen. Die durchschnittliche weibliche Stimme hat eine Grundfrequenz von etwa 200 Hz, um eine Vorstellung zu haben, und eine typische Mistgabel liegt bei etwa 440 Hz.
Die Wellenform für einen Frontalzusammenstoß würde ungefähr 5 ms dauern, wahrscheinlich weniger, wie ein Schnappgeräusch.
Es wäre nicht von Hintergrundgeräuschen zu unterscheiden. Klänge, die aus einem einzigen Peak bestehen, sind wie Schnappschüsse auf einem Vynil. Sie würden LIGO herausfordern, alle Hextillionen Jahre einen Schnappschuss auf einer Vynil-Aufzeichnung zu entdecken.
Eine direkte Kollision von Sonnenmassen bhs ist ungefähr 1 zu einer Hextillion Jahre für das gesamte Universum, weil die Singularitäten so groß wie Atome sind und 100 ds von km entfernt sind und sich in einem Bereich von 20 km / h bewegen.
LebenindenBäumen