Грав-волны: молчаливый сговор или честное заблуждение?

[Dalexl]

Средства, вложенные в поиск ГВ, астрономические. Орбитальные, межконтинентальные объектовые детекторы ГВ - последнее слово техники.
А этих волн как не было найдено со времен Вебера, так и нет... .
Самое убедительное свидетельство в пользу ГВ - ОТО, которую оспаривать запрещается по определению. Выходит и ГВ - реальны лишь "по определению".
Возможно, что ГВ - действительно существуют. Но все ли ладно с оценками их наблюдаемости? К примеру, есть два вопроса.
1. Размеры источников ГВ и расстояния до них столь чудовищно велики, что и на базе порядка диаметра Земли (не говоря уже о базе в сотни метров в наземных интерферометрах) изменения размеров этих баз под действием ГВ исчезающе малы. Исчезающе! Есть ли серьезные количественные оценки ожидаемого сигнала детектора ГВ? - если "серьезные", то навряд ли... . Есть только предположения.
2. Еще важнее следующее. Грав-волны приходят к нам со всех сторон, если, конечно, не считать Солнечную систему расположенной на окраине вселенной. Результирующий сигнал от бесконечно большого числа источников ГВ должен быть подобен белому шуму. Можно столетиями дожидаться "хорошего" всплеска сигнала ГВ. И что толку?
Какие есть мнения по этой проблеме, дорогие ученые? Стоит ли тратить безумные деньги на поиски ГВ? Или вопрос сей "замнем для ясности"?

[Developer]

Хитрый шутник Ландау в "Теории поля" (изд. 7-е, исправл. - М.: Наука, 1988; электронная версия) на стр. 453 привёл формулу (110.16) $-\frac {dE}{dt} = \frac {k}{45c^5}{\bar D}_{\alpha \beta}}^2$, выражающую потери энергии в единицу времени на излучение гравитационных волн системой тяготеющих масс (в правой части выражения гравитационная постоянная k, скорость света с и тензор квадрупольного момента масс $D_{\alpha \beta}$).
И далее заметил: "Как видно, излучение гравитационных волн является эффектом пятого порядка по 1/с. Это обстоятельство, вместе с малостью гравитационной постоянной k, приводит, вообще говоря, к чрезвычайной малости эффекта" (подчёркнуто мной, Дивелопером).
Может экспериментаторы не знают этого?

[Dalexl]

Спасибо, Developer! Вижу физика.
Согласен, что экспериментаторам не до тонкостей теории. Сказали им: делай так детектор, они и сделали. Чувствительность довели до фантастического уровня 10^-24, а ожидаемых сигналов все нет. Вокруг темы ГВ гораздо чаще буйствуют теоретики, поощряемые Нобелевским комитетом (в 1993 году за "доказательство, что ГВ действительно существуют" теоретики Дж. Тэйлор и Р. Хэлс получили почетную награду).
Но есть неясности и в самом принципе построения, например, оптических детекторов ГВ: а должен ли вообще быть сигнал, даже если источник ГВ близкий и мощный? Так что ОТО со своей минус пятой степенью по "с" - штука затейливая. Почему-то вспоминаются хитрые портные из андерсоновского "Новый наряд короля".

[Developer]

Уважаемый Александр Леонидович!
Судя по теории поля, проводится некоторая аналогия между гравитационными и электромагнитными волнами, а пространство вокруг источника волн подразделяют на волновую и неволновую зоны.
Отсюда можно сделать неутешительный вывод, а где их искать? Там, в волновой зоне, где нет тяготеющих масс? И насколько нет? И ещё куча вопросов...
И не смог удержаться, решил прикинуть...
В 5-ом издании Теории поля на стр. 420 Ландау приводит пример задачи по оценке скорости сближения двух тел, движущихся по круговой орбите вокруг центра масс (вокруг центра инерции), которая обусловлена потерей энергии на излучение тяготеющими массами гравитационных волн.
В окончательном виде скорость сближения записывается так $\dot r = - \frac {64 k^3 m_1 m_2 (m_1 + m_2)}{5c^5 r^3}$.
Для $k = 6{,}67 \cdot 10^{-11} m^3 kg^{-1} sec^{-2}$, массы Солнца $M_{solar} = 1{,}989 \cdot 10^{30} kg$, массы Земли $M_{earth} = 5{,}975 \cdot 10^{23} kg$, расстояния между ними $r = 150 \cdot 10^{9} m$, скорости света $c = 3 \cdot 10^{8} m/sec$ скорость сближения Солнца и Земли из-за излучения гравитационных волн составляет $\dot r = 1{,}094 \cdot 10^{-37} m/sec$.
В земном году всего $3{,}15 \cdot 10^{7} sec$, поэтому Солнце и Земля смогут сблизиться на 150 метров всего-то за каких-то $4{,}35 \cdot 10^{31}$ лет. Если учесть, что возраст Солнца примерно $15 \cdot 10^{9}$ лет, то искать гравитационные волны по сближению между собой светила или планет в солнечной системе никакого смысла не имеет.
Да и сам Лев Давыдович после приведённой формулы в пятом издании (Теория поля. - М.: Наука, 1967) на стр. 420 заметил "Необходимо отметить, что численное значение этой потери энергии даже для астрономических объектов настолько мало, что его влияние на движение, даже за космические промежутки времени, совершенно ничтожно (так, для двойных звёзд потеря энергии в год оказывается порядка $10^{-12}$-ой части их полной энергии".

[Developer]

Вообще, аналогичную тему прикольно обсуждают на физфаке МГУ (а ссылки Википедию - это просто супер...)Гравитационные волны, которых нет?

[Dalexl]

Да, dear Developer (к сожалению, не знаю Ваших И.О.), эти оценки впечатляют... . На сегодня есть лишь косвенное (а по сути - теоретическое) свидетельство реальности ГВ - уменьшение периода двойного пульсара, за что и были премированны Тейлор и Хэлс. Земные детекторы ГВ пока молчат. Но и пульсар-эффекту может быть дано иное истолкование, без привлечения ОТО. Тем не менее, нокдаун физике, нанесенный ОТО, еще силен и верующих в ГВ великое множество (недавно в Сиднее прошла очередная конференция по гравитационным волнам - "Amaldi 7"). Похоже, только время поставит все на места. И не исключено, что лет через пятьдесят грав-волновики скажут: извините, ошибочка вышла!... .

[Developer]

Инициалы просты: В. И., можно ещё проще, - Виктор.
Насчёт 15-ти миллиардов лет, конечно, дал я маху (наверное, и пяти не будет), но не в этом суть...
И вообще, скажу я Вам, теория и практика вроде бы и должны идти рука об руку (как сейчас помню со второго курса изречение "Science and practice must go hand in hand"), так ведь не всегда идут.
Поэтому теоретики и придумали иное изречение "Если теория не совпадает с практикой, тем хуже для практики"...

[Lemur]

С точки зрения философии, гравитационные волны (волна, это распространение энергии в организованном веществе) процесс эволюции вселенной. Их нельзя зарегистрировать, их надо осознать.

[Dikoobras]

Для того чтобы найти гравитационную волну необходимо определиться с фактом существования соответствующей частицы-переносчика волны... С ее размерами, энергией и т.д. Теоретизируя можно предполагать что ее размер будет порядка 10 в минус 120-130 степени см... Ну и энергии того же порядка... Насколько я знаю, современная физика там пока не работает [/math]

[VladTK]

Цитата:

Для того чтобы найти гравитационную волну необходимо определиться с фактом существования соответствующей частицы-переносчика волны... С ее размерами, энергией и т.д...

Расскажите нам, пожалуйста, каковы размеры, энергия и т.д. например у фотона?

[Lemur]

Цитата: «Физика определяет: волны, изменения состояния среды (возмущения), распространяющиеся в среде и несущие с собой энергию. Основное свойство всех волн, независимо от их происхождения, состоит в том, что в виде волн осуществляется перенос энергии без переноса вещества».
Как выглядит волна в системе координат философии? Вещество, это движение элементарных частиц по замкнутым траекториям. Если в такую систему поступает энергия, то она проходит последовательно, через систему колец и может быть зарегистрирована тем или иным прибором. Качество волны определяется качеством системы, через которую проходит энергия.
В любой системе, движение в ее составе элементов по кольцевой траектории соответствует определенному уровню энергии. Чтобы волна «пошла» от цикла к циклу, последовательно увеличивая траекторию движения элементов системы, необходим импульс достаточной силы (порция, квант).
Говорить о частицах, которые несут волну, не следует. Волна меняет последовательно скорость циклического движения частиц в той среде, в которой происходит волновой процесс (если говорить о волнах гравитации, то вначале надо уточнить, в какой среде они распространяются).
Фотон это импульс энергии достаточный, чтобы продвигаться в среде циклически организованных элементарных частиц. Если атом испустил фотон, то мы регистрируем распространение энергии, типичный волновой процесс.
А что будет, если фотон-волна, начнет двигаться по кругу? Бьюсь об заклад, наблюдая такой процесс, Вы его будете комментировать, как существование частицы, энергия которой соизмерима с энергией фотона.
Разница между фотоном-частицей и фотоном-волной зависит от характера распространения энергии, то есть от наблюдателя.

[Developer]

Developer, Пт Авг 03, 2007 12:27:10 писал(а):

...искать гравитационные волны по сближению между собой светила или планет в солнечной системе никакого смысла не имеет.

Грош цена моим оценкам. А вот, что пишут в статье Призрачные волны Вселенной:
"Уверенность в их существовании подкрепляется очень весомыми косвенными аргументами. Например, более 30 лет непрерывных наблюдений двойного радиопульсара J1913+16 позволили проверить предсказания ОТО с точностью до 0,1%. Среди наблюдаемых эффектов есть и постоянное уменьшение орбиты системы в точном соответствии с тем, сколько энергии уносят излучаемые ею гравитационные волны. Мы уже видим, как гравволны работают там, остается «поймать» их здесь. "

[Dalexl]

Нет, Виктор, а я полагаю, что Ваши сомнения здравы и справедливы. По крайней мере, в них больше физики, чем в настырных проповедях рафинированных теоретиков о черных дырах, грав-волнах и т. п.
Относительно "Уверенность в их существовании подкрепляется очень весомыми косвенными аргументами. Например, более 30 лет непрерывных наблюдений двойного радиопульсара J1913+16 позволили проверить предсказания ОТО с точностью до 0,1%" можно заметить, что есть и другие физические модели, также весомо объясняющие движение периастра и уменьшение периода двойных пульсаров.
Прогноз, что ГВ поймают к 2015 году напоминает известный диалог ученого со спонсорами. Вопрос: "Когда ожидается практическое использование проводимых вами исследований?". Ответ: "Через 20 лет!".
История с лазерным термоядом - лишь один из примеров. :)

[Редкий]

К сведению отдыхающих, современная физика (теоретическая) сомневается в существовании пространственных размеров ниже $10^{-33} cm$, совеменная физика (экспериментальная) не дотягивает какое-то кол-во порядков. Никаких минус-130ых порядков даже струнщики не рассматривают.

Developer писал(а):

История с лазерным термоядом - лишь один из примеров.

И не только с лазерным... Токамачников давно и справедливо называют "токамафией":)

Кстати, может, хоть здесь кто-то об'яснит, откуда у чисто геометрического пр-ва имени Эйнштейна, состоящего из точек, лишенных физических св-в, появляются упругие свойства для создания волны, остроумно предсказанной Ландау, как -5 порядок по С?

[Rishi]

история с поиском гравволн мне чем-то напоминает историю с опытом Майкельсона, которому сильно не нравился нулевой результат. Тока денюжки тут немного разные. Интересно сколько америкосы затратят в итоге на реализацию LISA, которая очевидно опять даст нулевой результат? И прям руки чешутся дать спонсорам следующего за LISA проектом совет, чтоб свои денюжки лучше б где на поле чудес зарыли.
Ну идет допустим в тесных двойных утечка энергии за счет гравизлучения, но кто доказал что именно со скоростью света?