Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Похоже, что задетектировали гравитационные волны на LIGO  (Прочитано 48931 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн a_babich

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 7 005
  • Благодарностей: 347
  • Кошки - это маленькие женщины в дешевых шубках
    • Сообщения от a_babich
А что ж будет при слиянии сверхмассивных ЧД? Наносекунды?

не доживем мы до регистрации такого события :)
это ж только очень  удачное слияние ядер двух галактик,
как-то не верится
No man is an island, but some of us are very long peninsulas...
Человек – это падший ангел, иногда вспоминающий о небе ...

Оффлайн Geen

  • *****
  • Сообщений: 12 210
  • Благодарностей: 200
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Geen
Нам его пока нечем регистрировать. Для этого нужны космические интерферометры.
Если у тебя есть фонтан, заткни его, дай отдохнуть и фонтану.

А ещё мы любим обсуждать вкус устриц с теми кто их ел...

Оффлайн SY

  • *****
  • Сообщений: 1 593
  • Благодарностей: 31
    • Сообщения от SY
Прежде всего, это связано с расстоянием до источника, а значит и с отношением сигнал/шум
Частотный диапазон LIGO от 30 до 600 Гц. (Максимум чувствительности)
Объединение массивных ЧД завершилось при частоте примерно 60 Гц и регистрировалось 0.1 сек, в течении которых на излучение было потрачено 9 M⊙.
При объединении НЗ сигнал фиксировался от 24 Гц до нескольких сотен Гц и в излучение перешло лишь 0.025 M⊙.
Большей длительности фиксирования сигнала способствовала АЧХ LIGO и сравнительно медленный темп сближения тел, то есть небольшие потери на излучение. То есть, даже если бы событие GW190521 было более близким, то все равно зафиксированный LIGO сигнал был бы меньше 100 секунд. Сигнал был бы обнаружен в районе 10 Гц и оборвался бы при тех же 60 Гц. И темп изменения частоты был бы высоким.

А что ж будет при слиянии сверхмассивных ЧД? Наносекунды?
В случае же более массивных ЧД слияние закончится на ещё меньшей частоте вращения при ещё больших потерях на излучение.
А сигнал от слияния сверхмассивных ЧД не попадет в принимаемый диапазон LIGO.

Оффлайн T^Im

  • ****
  • Сообщений: 440
  • Благодарностей: 37
    • Сообщения от T^Im
В случае же более массивных ЧД слияние закончится на ещё меньшей частоте вращения
Частота ГВ обратно пропорциональна периоду обращения ЧД. Квадрат периода обращения в первом приближении пропорционален кубу большой полуоси. Последняя орбита - примерно когда касаются гравитационные радиусы. Гравитационный радиус прямо пропорционален массе ЧД.
Следовательно, в первом приближении частота ГВ будет обратно пропорциональна массе ЧД в степени 3/2.

Значит, LIGO на нижнем пределе частоты сможет детектировать максимум в ~1,5 раза более массивные пары.
« Последнее редактирование: 10 Сен 2020 [23:25:00] от T^Im »

Оффлайн Geen

  • *****
  • Сообщений: 12 210
  • Благодарностей: 200
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Geen
Квадрат периода обращения в первом приближении пропорционален кубу большой полуоси.
Это неверно - скорости релятивистские. К примеру, скорость на минимальной устойчивой орбите не зависит от массы ЧД (а её радиус прямо пропорционален).

И ещё раз, теория подобия - из массы, скорости света и гравитационной постоянной можно единственным образом составить время.
Если у тебя есть фонтан, заткни его, дай отдохнуть и фонтану.

А ещё мы любим обсуждать вкус устриц с теми кто их ел...

Оффлайн FomaАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 810
  • Благодарностей: 332
    • Сообщения от Foma
За счет очень больших масс ЧД оно имеет малую длительность
Должно быть наоброт.
Не должно.
Слияние ЧД за счет излучения грав.волн расписано во многих классических учебниках, см например Ландау Лифшиц, Т.2, глава 13 или Зельдович "Теория тяготения и эволюция звезд", глава 1.
Схема простая. Есть система из точечных масс m1 и m2, они обладают квадрупольным моментом q=m1a12+m2a22, который меняется с удвоенной кеплеровской частотой

или в человеческих единицах

где rSM - шварцшильдовский радиус по полной массе системы M=m1+m2

Мощность гравитационного излучения квадруполя определяется формулой:

то есть

или в человеческих единицах


Энергия орбитального движения двойной есть

где μ - приведенная масса. Она тратится на излучение грав.волн:

подставляя сюда выражения выше, получаем уравнение для эволюции большой полуоси

интегрируя которое до момента слияния (a(t)~rSM) получаем

где τgM=GM/c3
Тогда время до слияния, τGW, есть

или в человеческих единицах


Поскольку τGW~M-5/3 при одинаковом начальном периоде Pb быстрее сольются ЧД больших масс, а в силу немалого показателя степени отличие между временем слияния нейтронных звезд и массивных ЧД с массами под 100 солнечных будет составлять порядки.

Как показывают расчеты по ОТО, такая простая нерелятивистская модель удовлетворительно описывает слияние ЧД вплоть до расстояний ~10rSM. Была даже популярная статья (arXiv:1609.09349v3), где по ней оценили параметры самого первого обнаруженного слияния ЧД и получили почти правильные цифры. Саму фазу слияния конечно рассчитывают по ОТО, причем  численные методы, которые позволяют правильно все смоделировать, изобрели лишь в 2005 г.

Оффлайн Geen

  • *****
  • Сообщений: 12 210
  • Благодарностей: 200
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Geen
Энергия орбитального движения двойной есть
Осталось только обосновать отсутствие релятивистских поправок....
или в человеческих единицах
Вы уверены, что не ошиблись?
одинаковом начальном периоде
А с чего бы это начальный период был одинаков? просто так захотелось?
Если у тебя есть фонтан, заткни его, дай отдохнуть и фонтану.

А ещё мы любим обсуждать вкус устриц с теми кто их ел...

Оффлайн SY

  • *****
  • Сообщений: 1 593
  • Благодарностей: 31
    • Сообщения от SY
А с чего бы это начальный период был одинаков? просто так захотелось?
АЧХ детектора определяет минимальную частоту, начиная с которой слияние может быть зафиксировано.

Оффлайн Geen

  • *****
  • Сообщений: 12 210
  • Благодарностей: 200
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Geen
А с чего бы это начальный период был одинаков? просто так захотелось?
АЧХ детектора определяет минимальную частоту, начиная с которой слияние может быть зафиксировано.
Ага, а если смотреть в окно выходящее на север, то Солнца полгода не видно вообще.... (а значит везде полярная ночь)
Если у тебя есть фонтан, заткни его, дай отдохнуть и фонтану.

А ещё мы любим обсуждать вкус устриц с теми кто их ел...

Оффлайн Dem

  • *****
  • Сообщений: 6 089
  • Благодарностей: 134
  • Звёзды зовут...
    • Сообщения от Dem
Это неверно - скорости релятивистские. К примеру, скорость на минимальной устойчивой орбите не зависит от массы ЧД (а её радиус прямо пропорционален).
Скорость может и не зависит, а вот длина орбиты - очень даже. Ну и об устойчивой орбите речи нет - падают они друг на друга...
Ну и чем ниже частота - тем и детектор хуже её видит, при той же энергии волны.

Оффлайн Geen

  • *****
  • Сообщений: 12 210
  • Благодарностей: 200
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Geen
Ну и чем ниже частота - тем и детектор хуже её видит, при той же энергии волны.
Это верно. Но тогда надо чётко различать длительность самого события и (возможную) длительность наблюдения этого события конкретным прибором.
Если у тебя есть фонтан, заткни его, дай отдохнуть и фонтану.

А ещё мы любим обсуждать вкус устриц с теми кто их ел...

Оффлайн T^Im

  • ****
  • Сообщений: 440
  • Благодарностей: 37
    • Сообщения от T^Im
Поскольку τGW~M-5/3 при одинаковом начальном периоде Pb быстрее сольются ЧД больших масс, а в силу немалого показателя степени отсличие между временем слияния нейтронных звезд и массивных ЧД с массами под 100 солнечных будет составлять порядки.
Возможно, правильнее было бы посчитать скорость потери энергии системы и отнормировать ее на общую энергию системы. При этом немного уменьшится показатель степени, но общий качественный вывод останется таким же: более массивные системы быстрее теряют энергию на излучение ГВ, следовательно, меньше по времени могут наблюдаться LIGO при мощностях близким к максимальной.

Оффлайн LV46

  • *****
  • Сообщений: 7 099
  • Благодарностей: 411
    • Сообщения от LV46
более массивные системы быстрее теряют энергию на излучение ГВ
Разве это означает, что само слияние (заключительные витки) более массивных объектов происходит быстрее, чем менее массивных?

Оффлайн Dem

  • *****
  • Сообщений: 6 089
  • Благодарностей: 134
  • Звёзды зовут...
    • Сообщения от Dem
Но тогда надо чётко различать длительность самого события и (возможную) длительность наблюдения этого события конкретным прибором.
А что тут считать событием? Если с момента начала обращения вокруг друг друга - то тут скорей миллионы лет.
Разве это означает, что само слияние (заключительные витки) более массивных объектов происходит быстрее, чем менее массивных?
сами витки - медленее. Но потеря скорости (высоты) - быстрее

Оффлайн Geen

  • *****
  • Сообщений: 12 210
  • Благодарностей: 200
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Geen
Но потеря скорости (высоты) - быстрее
Нет.
Если у тебя есть фонтан, заткни его, дай отдохнуть и фонтану.

А ещё мы любим обсуждать вкус устриц с теми кто их ел...

Оффлайн a_babich

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 7 005
  • Благодарностей: 347
  • Кошки - это маленькие женщины в дешевых шубках
    • Сообщения от a_babich
LIGO и Virgo увидели гравитационные волны от слияния нейтронной звезды и черной дыры

https://nplus1.ru/news/2021/06/30/ns-bh-merging

https://arxiv.org/abs/2106.15163


No man is an island, but some of us are very long peninsulas...
Человек – это падший ангел, иногда вспоминающий о небе ...

Оффлайн Geen

  • *****
  • Сообщений: 12 210
  • Благодарностей: 200
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Geen
Интересно, что KAGRA тоже в авторах...
Если у тебя есть фонтан, заткни его, дай отдохнуть и фонтану.

А ещё мы любим обсуждать вкус устриц с теми кто их ел...

Оффлайн Shandrik

  • *****
  • Сообщений: 24 102
  • Благодарностей: 1174
  • Счастье для всех даром!..
    • Сообщения от Shandrik
LIGO и Virgo увидели гравитационные волны от слияния нейтронной звезды и черной дыры

Сигнал от GW200105 шел до Земли 931 миллион лет, а от GW200115— 978 миллионов лет.

А как расстояния до них определяют?
"Иметь, а не быть" - главнейший тезис гниения! (с) Юдин

Где сойдутся воедино
Человек и то, чем был он...

Оффлайн leon10010

  • *****
  • Сообщений: 7 450
  • Благодарностей: 402
  • ух
    • Сообщения от leon10010
А как расстояния до них определяют?
Никак. Строят модель слияния. На модели прикидывают выход энергии. По модели слияния и выделенной энергии моделируют расстояние.
 Тут факт- только регистрация волны.
итить

Оффлайн Goodricke

  • *****
  • Сообщений: 9 809
  • Благодарностей: 892
  • Deaf astronomer
    • Сообщения от Goodricke
Квантуемость гравитации предложили доказать шумом в детекторе гравитационных волн

Физики-теоретики проквантовали гравитационное поле и обнаружили, что движение падающих тел перестает быть из-за этого детерминированным и флуктуирует с амплитудой, зависящей от квантового состояния гравитационного поля. Экспериментальное обнаружение этих флуктуаций, которые, по мнению авторов, могут быть измерены с помощью детекторов гравитационных волн, подтвердило бы квантование гравитации.

https://nplus1.ru/news/2021/09/13/quantum-grav-observ
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.081602
Конечно, Вселенная бесконечна! ∞