Наблюдения гравитационных волн

[Serge10]

wrest в сообщении #1546657 писал(а):

Гравитон (ни реальный ни виртуальный) никак не хочет получаться...

Разве сама по себе гравитационная волна не является альтернативным описанием гравитона? По аналогии с электромагнитной волной, которая эквивалентна фотону?

[Pphantom]

Serge10 в сообщении #1546739 писал(а):

Разве сама по себе гравитационная волна не является альтернативным описанием гравитона?

Нет.

Serge10 в сообщении #1546739 писал(а):

По аналогии с электромагнитной волной, которая эквивалентна фотону?

И это тоже нет. Корпускулярное и волновое описания не заменяют друг друга, а являются двумя разными предельными случаями более общего (причем в случае с гравитацией с этим "более общим" описанием пока проблемы).

[Emergency]

sergey zhukov в сообщении #1546483 писал(а):

Нет, сидя на табуретке вы ощущаете силу давления табуретки. Никаких других сил при этом на вас не действует.
"Но если на меня постоянно действует не скомпенсированная сила, то я должен постоянно ускоряться?"
Да, так и происходит.

Если бы действовала только сила табуретки (без гравитации), то табуретка была бы безопорным двигателем. :)

[Ruslan_Sharipov]

amon в сообщении #1544704 писал(а):

Например, здесь.

Предыдущие обсуждения касались природы наблюдаемого явления - слияния чёрных дыр. Хочу вернуться к технике эксперимента. Согласно картинке, приведённой по ссылке, относительное удлинение/укорочение, причиняемое гравитационной волной, имеет порядок $10^{-21}$. Длина волны видимого света имеет порядок $500\, \text{нм}=5\cdot 10^{-7}\,\text{м}$. Для наблюдения интерференции разность хода должна быть порядка длины волны. Отсюда находим необходимую длину интерферометра

$$L=\frac{5\cdot 10^{-7}\,\text{м}}{10^{-21}}=5\cdot 10^{14}\,\text{м}=5\cdot 10^{11}\,\text{км}.$$

Реальное плечо интерферометра $4\,\text{км}$. Авторы открытия утверждают, что необходимая длина $L$ набирается за счёт многократного отражения света от зеркал. Поверим им и посчитаем время, за которое свет проходит расстояние $L$:

$$t=\frac{L}{c}=\frac{5\cdot 10^{11}\,\text{км}}{299792,458\,\text{км/сек}}\approx 1,7\cdot 10^{6}\,\text{сек}\approx 472\,\text{часа}.$$

Согласно картинке, приведённой по ссылке, время события (время слияния чёрных дыр) составило $\tau\approx 0,45\,\text{сек}$. Возникает вопрос: как при помощи столь медлительного интерферометра удалось зафиксировать столь стремительное событие?

[DimaM]

Ruslan_Sharipov в сообщении #1576910 писал(а):

Возникает вопрос: как при помощи столь медлительного интерферометра удалось зафиксировать столь стремительное событие?

Власти скрывают, однозначно...

-- 13.01.2023, 14:13 --

В открытых источниках пишут про использование примерно 300 отражений, так что мечты о длине когерентности в сотни световых часов выглядят совсем мечтами.
Также пишут про несколько сотен киловатт запертой в плечах интерферометра мощи, поэтому выход из противофазы даже на одну миллионную даст вполне заметный сигнал.

[Ruslan_Sharipov]

DimaM в сообщении #1576916 писал(а):

В открытых источниках пишут про использование примерно 300 отражений... поэтому выход из противофазы даже на одну миллионную даст вполне заметный сигнал.

При 300 отражениях получаем $\tilde L=4\,\text{км}\cdot 300=1200\,\text{км}$. Сравнив с необходимой длиной $L=5\cdot 10^{11}\,\text{км}$, получаем

$$\frac{\tilde L}{L}=2,4\cdot 10^{-9}.$$

То есть выход из противофазы будет примерно в 400 раз меньше одной миллионной доли длины волны.

[DimaM]

Ruslan_Sharipov в сообщении #1576922 писал(а):

То есть выход из противофазы будет примерно в 400 раз меньше одной миллионной доли длины волны.

Получится пара милливатт - как лазерная указка, вполне заметный сигнал.

[sergey zhukov]

Интересно, что Фримен Дайсон в 2012 писал так:

Цитата:

В действительности из-за шумовых помех детекторы LIGO способны обнаружить лишь колебания, значительно более сильные, чем одиночная гравитационная волна. Но даже в совершенно бесшумной Вселенной я мог бы ответить на вопрос, способен ли идеальный детектор LIGO обнаружить гравитационную волну. Ответ — нет. В бесшумной Вселенной предел точности измерения расстояния определяется квантовыми неопределенностями в положениях зеркал. Для уменьшения квантовых неопределенностей зеркала должны быть тяжелыми. Простые подсчеты, основанные на известных законах гравитации и квантовой механики, приводят к впечатляющим результатам. Чтобы обнаружить единичную гравитационную волну с помощью LIGO, зеркала должны быть настолько тяжелыми, что смогутпритянуть друг друга с необратимой силой и соединиться вместе, образовав черную дыру. Другими словами, сама природа запрещает нам обнаружить гравитационные волны подобным образом.

Не вполне, правда, ясно, что имеется под "единичной гравитационной волной". Вероятно, нечто более слабое, чем то, что все же было обнаружено.

[Anton_Peplov]

sergey zhukov в сообщении #1586438 писал(а):

Интересно, что Фримен Дайсон в 2012 писал так

В 2012 г. это действительно было так. Первые шесть прогонов LIGO (S1 - S6) и не обнаружили никаких гравитационных волн (S6 закончился в 2010 г.) После этого LIGO был модернизирован до Advanced LIGO, его чувствительность возросла, и в первом же прогоне Advanced LIGO (18 сентября 2015 - 12 января 2016) были зарегистрированы гравитационные волны. С каждой следующей модернизацией частотность обнаруженных событий увеличивалась, и в прогоне O3a (1 апреля 2019 - 1 октября 2019) фиксировалось уже чуть ли не по событию в неделю.

К слову, модернизировать установку между прогонами - обычная практика. С Большим адронным коллайдером делают то же самое.

[Ende]

Выделена тема «Ruslan_Sharipov и гравитационные волны»