Я знаю, что все, что имеет массу, создает гравитационные волны, и единственная причина, по которой мы их не обнаруживаем, заключается в том, что они невероятно малы.
Если гравитационные волны действуют как любые другие волны, то они должны накладываться друг на друга. Поскольку во Вселенной есть большое количество массивных объектов, которые все время движутся, не должны ли гравитационные импульсы накладываться друг на друга так, чтобы LIGO всегда обнаруживала гравитационные волны?
Ну да, спросите у LIGO, но это не так сложно, и люди из PSE могут дать вам несколько ответов.
Но нет нужды спрашивать, они опубликовали некоторые из них, а также есть другие документы и более подробные резюме, которые вы можете найти в Google. Для LIGO вы можете начать с https://www.ligo.caltech.edu/page/gw-sources . Или погуглите источники гравитационных волн
Да, конечно, гравитационные волны накладываются друг на друга, но слабые волны, наложенные на более сильные волны, могут быть незаметны. Подобно электромагнитным волнам, в линейном приближении они распространяются и затухают на достаточно большом расстоянии 1/r. Самые сильные гравитационные волны излучаются очень плотными и очень маленькими объектами, такими как черные дыры и нейтронные звезды, когда они сильно возмущены, например, при столкновении или слиянии. Вероятно, существуют и другие мощные источники, возникшие в ранние дни существования Вселенной, до рекомбинации, и мы хотели бы построить достаточно большие детекторы, чтобы увидеть их, вероятно, более длинные волны.
Мы не видим всего этого в сумме, потому что у нас недостаточно чувствительности, и потому что их частоты могут быть разными (поскольку электромагнитные волны накладываются друг на друга на одной частоте, более нелинейные эффекты намного слабее).
В нелинейном режиме гравитационных волн все становится намного сложнее, потому что гравитация в Общей теории относительности по существу взаимодействует сама с собой — гравитационные эффекты интерферируют друг с другом, если они достаточно сильны.
Другой фактор, который интересен для гравитационных волн, заключается в том, что они не могут быть созданы монополями (единичными массами) или даже дипольными распределениями, но могут быть квадруполями и n-полюсами, для более высоких значений. . Большая часть (или все), что мы обнаружили до сих пор, происходили от слияний, происходящих не точно радиально, поэтому они имеют квадрупольный момент (представьте себе штангу, вращающуюся вокруг любой оси, отличной от ее оси симметрии). Если мы получим более чувствительные детекторы, мы увидим больше эффектов от других гравитационных искажений.
Астрофизическое и физическое сообщество стремится построить более чувствительные и большие детекторы гравитационных волн. Они рассматривают их как гравитационные обсерватории, совершенно новый режим для исследования Вселенной. Одна статья по этому поводу находится, например, на https://arxiv.org/pdf/1209.0667.pdf . Я уверен, что есть более свежие статьи, в которых подробно описывается, что конкретно можно увидеть для каждого размера интерферометра.
Вричик Басу
Вричик Басу