Что заставляет нас думать, что мы действительно можем обнаружить гравитационные волны?

Это относится к обсуждению гравитационных волн для видео YouTube LIGO Gravitational Wave Observatory .

У меня есть два вопроса:

  1. Когда гравитационная волна проходит через пространство, где распространяется свет, луч света сам будет искажен в соответствии с искажением пространства (поскольку гравитационная волна искажает все на своем пути), и небольшое изменение, которое они ожидают обнаружить, должно быть аннулировано. Например, предположим, что волна сжимает одну из труб наполовину, а другую увеличивает вдвое, волны внутри будут искажаться аналогичным образом, что не приведет к общему изменению интерференции. Я что-то упустил здесь?

  2. Требуется огромное количество энергии, чтобы что-то исказить (например, кусок железа). Если гравитационная волна искажает все, через что она проходит (например, Землю, Солнце и само пространство), она будет терять свою энергию с очень высокой скоростью, пытаясь произвести это искажение (намного больше, чем предполагает закон обратных квадратов), когда он проходит через твердые предметы. Текущее понимание состоит в том, что гравитационные волны ничем не подвержены влиянию и проходят через твердое тело, как если бы оно было вакуумом. Как это возможно?

Ответы (1)

Гравитационная волна будет искажать пространство-время, и свет, находящийся на пути, затронутом такой волной, будет подвержен аналогичному воздействию, но для прохождения этого пути все равно потребуется больше (или меньше) времени. Представьте себе автомобиль, путешествующий по поверхности батута, волна на батуте может привести к тому, что его путь станет длиннее, но не будет невозможно определить, был ли этот путь длиннее. Ключевым моментом является отслеживание длин пути в двух ортогональных направлениях и их непрерывное сравнение. Гравитационная волна сделает одну короче, а другую длиннее на время, достаточное для обнаружения лазером. Длина волны не обязательно будет затронута, но будет затронуто время пролета и, следовательно, фаза возврата волн, и это можно очень точно измерить с помощью интерферометрических методов, подобных устройству Майкельсона-Морли.

Что касается энергии для деформации материи, то это не имеет значения, это пространство-время искажается гравитационными волнами, энергетические расчеты для сжатия твердой материи неприменимы. Возьмите одну-единственную монету, эта монета искажает все пространство-время фактически во всей Вселенной! Теперь переместите монету, теперь она посылает гравитационные волны, которые также влияют на пространство-время во всей Вселенной. Даже, в конце концов, далекие нейтронные звезды или целые галактики. Конечно, для одной монеты возмущения настолько малы, что совершенно неуловимы и несущественны, но они все же случаются. Явления в гораздо большем масштабе, такие как нейтронные звезды, находящиеся на близкой орбите, будут испускать гораздо более сильные гравитационные волны, которые мы могли бы обнаружить с помощью достаточно точных инструментов. Однако,

Я действительно думаю, что для тесных двойных систем или плотных объектов, таких как нейтронные звезды и/или черные дыры, энергия, теряемая гравитационными волнами, достаточно значительна, чтобы объекты закручивались друг в друга по спирали.
@ Омега Центавра да, гравитационные волны обладают энергией, и для их создания требуется энергия, но энергия / работа не расходуется и не требуется, когда гравитационная волна вызывает сжатие или расширение пространства-времени.
@Wedge: даже если пространство-время содержит очень «твердые» объекты, такие как нейтронные звезды? другой вопрос: внутри искривленного пространства не исказилась бы и линейка, а значит, и сама длина. Следовательно, обнуление упомянутой вами разницы во времени (для 1-го вопроса)
@ Jus12: Что касается «не будет ли искажаться линейка» - мы не используем линейку, мы измеряем время, необходимое свету (например, фотону), чтобы пройти по пути. Аргумент Веджа о батуте попал в цель.
Я думаю, что аргумент батута может быть не на 100% точным. В том, что мы едем по волне , а в вопросе, волна проходит и через машину . В примере с батутом сама машина будет искажена в соответствии с искажением батута.
Аргумент «липких бусин» ( en.m.wikipedia.org/wiki/Sticky_bead_argument ) утверждает, что гравитационные волны передают энергию в виде тепла объектам, через которые они проходят.
Что заставляет нас думать, что мы действительно можем обнаружить гравитационные волны?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v