Как искривленное пространство-время влияет на гравитационные волны?

Гравитационные волны будут рассеиваться сильными гравитационными полями. Вы ожидаете этого только из принципа эквивалентности, как утверждает Лоуренс Кроуэлл. Это в основном похоже на световое линзирование. Вы также можете иметь более сложные оценки того, сколько.

В архивной статье 2008 года вычисляются рассеяние, поглощение и отражение гравитационных волн от черных дыр, особенно черных дыр Керра, и обнаруживаются интересные взаимосвязи между поляризацией и спиральностью гравитационных волн, а также вращением и ориентацией черных дыр. См. https://arxiv.org/abs/0801.3805. Он вычисляет довольно точные результаты. Рассчитаны сечения рассеяния, коэффициенты поглощения и отражения ионов. Основная зависимость, помимо поляризации, спиральности и отношения к оси и направлению вращения черной дыры, связана с радиусом горизонта на длине волны и отношением момента импульса к массе (т. е. нормированный момент импульса с макс. 1). В 2008 году гравитационные волны еще не были обнаружены напрямую, но в конце они немного порассуждали о возможных следствиях наблюдений, но без каких-либо конкретных чисел гравитационной деформации, включенных в их уравнения.

Это правда, что гравитационные волны не взаимодействуют напрямую с материей, но они будут затронуты, и с более крупными интерферометрами мы можем увидеть некоторые эффекты. Тем не менее, гравитационно-волновая астрономия, вероятно, больше рассчитывает на то, что можно наблюдать при обнаружении объектов, которые могут производить большое количество гравитационного излучения, черных дыр и нейтронных звезд, сверхмассивных черных дыр, аккрецирующих материю, или компактных массивных объектов, космологических гравитационных волн, при взрывах. коллапс сверхновой и другие. Это развивающееся поле. Статья в вики суммирует многое из того, что они будут искать. См . https://en.m.wikipedia.org/wiki/Gavitation-wave_astronomy.

Слабая гравитационная волна с$\square \hat h_{++}~=~0$и$\square \hat h_{\times\times}~=~0$подобен электромагнитной волне. Мы могли бы представить слабый гравитон своего рода «дифотоном», поэтому гравитационная волна подобна электромагнитной волне с двумя направлениями поляризации. Он также гораздо слабее взаимодействует.

Тогда гравитационная волна является безмассовой волной с определенным содержанием массы и энергии и, таким образом, будет вести себя в стационарном гравитационном поле, как и любое другое безмассовое поле или волна. Это гарантируется принципом (ами) эквивалентности Эйнштейна. Тогда это будет означать, что гравитационная волна будет линзироваться вокруг стационарного гравитационного поля, такого как черная дыра или эллиптическая галактика.

Для измерения этого потребуется более трех детекторов типа LIGO. Только с тремя это не появится. Возможно, это можно было бы измерить, если бы источник гравитационной волны был связан с далекой галактикой или квазаром в гравитационной линзе, наблюдаемой оптически.

Я надеюсь, что вы получите правильный ответ от эксперта, но на случай, если вы этого не сделаете, я не думаю, что черная дыра сильно повлияет на гравитационные волны.

Я говорю это, потому что я задавал аналогичный вопрос ранее, и я думаю, что мне стало ясно относительно небольшого количества вовлеченного рассеяния.

От черных дыр и гравитационных волн

Из-за слабости связи гравитации с материей гравитационные волны практически не поглощаются и не рассеиваются, даже когда они распространяются на астрономические расстояния. В частности, ожидается, что на гравитационные волны не повлияет непрозрачность очень ранней Вселенной до того, как пространство стало «прозрачным»; наблюдения, основанные на свете, радиоволнах и другом электромагнитном излучении в более далеком прошлом, ограничены или недоступны. Поэтому ожидается, что гравитационные волны могут открыть новые средства наблюдения за очень ранней Вселенной.

От рассеяния гравитационных волн

В принципе, они могут рассеиваться на массивных объектах точно так же, как электромагнитные волны рассеиваются на заряженных частицах. К сожалению, эффект очень, очень, очень слабый. Достаточно сложно просто увидеть, как две черные дыры сталкиваются и сливаются. Любые мелкие детали, такие как рассеяние, невозможно обнаружить с помощью современных и, возможно, будущих детекторов.