Придают ли гравитационные волны линейный импульс объектам? (например, Квазар 3С 186)

Импульс, сообщаемый проходящей гравитационной волной (ГВ) объекту, всегда будет пренебрежимо мал ( могут быть ситуации, когда выделение энергии не пренебрежимо мало... но редко и откровенно маловероятно) . Суть в импульсе, уносимом анизотропным излучением ГВ от самого объекта .

Вы можете думать об этом с точки зрения энергии, излучаемой в ГВт, которая может быть весьма эффективной, например, событие GW151226 высвободило около 5% общей массы покоя системы в виде энергии ГВ (это много). В то же время связь ГВ с материалом, через который они проходят, чрезвычайно мала (константа связи равна$G/c^2 \approx 10^{-28}$; очень маленький) .

Излучающие удары
Эти ЧД после слияния ( примечание: это работает как при слиянии сверхмассивных черных дыр, так и при слиянии черных дыр звездной массы ) получают свои «удары» путем испускания ГВ (которые несут энергию и импульс) анизотропно, то есть преимущественно в определенном направлении. . Простейший способ рассмотреть это происходит из системы с неравным отношением масс, где одна ЧД массивнее другой. В системе с неравной массой каждый объект в бинарной системе имеет разную скорость (с меньшей массой вращается быстрее). ГВ демонстрируют релятивистское излучение ( я только бегло просмотрел эту статью , но это тоже может быть интересно)), в котором излучение усиливается вдоль направления движения в результате (релятивистского) эффекта Доплера. Это означает, что GW от меньшего объекта будет сильнее излучаться, чем от большего объекта. Последняя важная деталь, которую следует учитывать, заключается в том, что непосредственно перед слиянием орбита быстро сокращается, а светимость ГВ очень быстро увеличивается. Таким образом, за долю орбиты до их слияния меньший объект излучает самую сильную гравитационную волну, излучаемую вдоль направления его движения, несущую импульс, который ускоряет систему в противоположном направлении, в конечном итоге придавая ей «толчок».

Удары с вращением
На самом деле, самые сильные удары ногой возникают не из-за неравных массовых отношений, а из-за неправильного вращения (об этом много статей, но на ум приходят 1 , 2 , 3 ). Это более сложный эффект для концептуального понимания ( и я не уверен, насколько я понимаю его концептуально ), но основная идея заключается в том, что у вас есть два плотных объекта, вращающихся достаточно быстро, чтобы вращение содержало значительную долю их массовой энергии. , и перед слиянием они вращаются почти в противоположных направлениях. Пространство -время, локальное для каждой ЧД, также быстро вращается.. После слияния новая (одинарная) ЧД должна иметь один спин. Переход от двух (смещенных спинов) к одному вместе с локальным пространством-временем в конечном итоге оказывается насильственным процессом, который может разогнать остаток ЧД до релятивистских скоростей. ( Может быть, это все равно, что бросить палку в спицы прялки? ).