Я понимаю, как невероятно повезло первооткрывателям поймать волну, созданную миллиарды лет назад событием, которое происходит так редко, через час после пробного запуска их оборудования. Но одно мне до сих пор непонятно — как они узнали, что именно вызвало всплеск? Был ли это просто вывод о столкновении двух черных дыр, или было проведено какое-то дополнительное астрономическое наблюдение, зафиксировавшее столкновение?
РЕДАКТИРОВАТЬ:
Этот вопрос похож, и в одном из ответов упоминается, что наблюдение LIGO нельзя интерпретировать как доказательство того, ЧЕМ было фактическое событие, но оно также никогда прямо не говорит мне, были ли какие-либо проверенные способы наблюдения параллельно обнаруживать слияние черных дыр. .
Потому что, если бы в обнаружении участвовала только LIGO, то как мы узнали бы, КОГДА и ГДЕ произошло слияние? Насколько я понимаю, технология LIGO не передает никаких пространственно-временных координат события. Или я ошибаюсь?
В этой и других статьях утверждается, что событие произошло 1,3 миллиарда лет назад.
Для начала, в вашем первоначальном заявлении есть пара неверных оценок:
как невероятно повезло первооткрывателям поймать волну, созданную миллиарды лет назад событием, которое происходит так редко, через час после пробного запуска их оборудования.
Это событие редкое, но не особенно редкое: каждая пара черных дыр столкнется и излучает волны один раз, в течение нескольких секунд, за многие миллионы лет обращения по орбите, но космос большой, и черных дыр очень много . дыры во многих миллионах галактик, которые находятся в пределах 1Gly от Земли.
В конечном итоге все сводится к (i) оценке силы сигнала данного события на заданном расстоянии, (ii) оценке количества событий, которые произойдут в заданном объеме, и (iii) созданию чувствительного детектора. достаточно, чтобы его объем обнаружения включал достаточно событий, чтобы быть полезным. Все эти расчеты были сделаны задолго до того, как LIGO была построена, как часть обоснования того, что это было разумно с самого начала.
С другой стороны, утверждение о том, что обнаружение произошло в течение часа после первого запуска теста, является неточным. Обнаружение произошло через два дня после инженерного запуска, предшествовавшего первому научному запуску Advanced LIGO, и было много предыдущих запусков в стандартной и расширенной конфигурациях. Двухдневный срок, конечно, очень удачный, но небезосновательно; второе обнаружение, GW151226 , произошло в течение трех месяцев после первого.
Тогда к вашему основному вопросу. В течение многих лет, предшествовавших научным исследованиям, сообщество численного ОТО прилагало активные усилия для изучения всех известных возможных источников гравитационных волн и предсказания того, как сигнал будет выглядеть на Земле, насколько сильным будет этот сигнал и как он будет зависеть от характеристик источника.
Первоначальный источник, GW150914, было легко отличить, потому что он имеет очень характерную форму, которая, по сути, делает его слиянием черных дыр. Более того, форма волны имеет очень характерную длительность, частоту и щебет, и все это может быть напрямую связано с характеристиками столкновения с источником.
Таким образом, эти аспекты формы импульса позволяют сделать вывод о том, что было источником, включая, в частности, массы черных дыр и их орбиты. Это, в свою очередь, сообщает нам количество излучаемой энергии, и из этого мы можем сделать вывод об абсолютной «светимости» источника, которую мы затем можем сравнить с наблюдаемой интенсивностью формы волны, чтобы получить расстояние до источника. Это говорит нам, «откуда» исходит сигнал, по крайней мере, с точки зрения расстояния.
С другой стороны, направление, откуда пришел сигнал, определяется более приземленным образом, если посмотреть на относительную задержку наблюдения двух мест, что обеспечивает одно ограничение. Кроме того, поскольку волны поляризованы и два детектора направлены в разные стороны, относительная интенсивность двух детекторов может предоставить дополнительную информацию о направлении (но не столько). Таким образом, если вы посмотрите на область неба, откуда мог прийти сигнал, вы получите довольно широкое пятно.
Люди запускали компьютерные симуляции, которые говорили им, какая волновая картина будет наблюдаться при различных космологических событиях.
У каждого даже есть свой «отпечаток пальца», по которому можно различать различные события.
Насколько я знаю, не было никаких дополнительных астрономических наблюдений, которые дали бы определенные результаты о происхождении волны. Это связано с плохим разрешением лиго. Люди не знают, где именно им следует искать источник волны.
ЗАПРОШЕННОЕ РЕДАКТИРОВАНИЕ: я могу ответить на ваш вопрос «где», но я недостаточно знаю предмет, чтобы ответить на вопрос «когда».
Гравитационные волны растягивают пространство-время, что и наблюдалось с помощью интерферометра. Способ, которым происходит это растяжение, не является произвольным и говорит вам кое-что о направлении, в котором распространяется сигнал. Как я упоминал ранее, угловое разрешение не очень хорошее, так что точное определение начала координат невозможно (пока).
ПрофРоб
Лекс Подгорный
ПрофРоб