Вопрос по открытию гравитационных волн

[petrovich1964]

Вот пришло в голову. Если трудно представить бегущее искривление пространства-времени через детектер (интерферометр), то можно представить как интерферометр движется через неподвижное искривлённое пространство-время.
Солнце отклоняет луч звезды, потому что пространство-время искривлено гравитацией Солнца Солнцем. Если мы будем двигать интерферометр (для наглядности пусть он будет очень очень большим) то свет в плече которое ближе к Солнцу будет идти иначе, чем в дальнем плече. И соответственно будет изменение интерференционной картинки.

Вроде бы понятно.
Но когда говорят про волну которая меняет длину плеча метра (относительно чего?), то приведённая аналогия уже не объясняет, ведь рядом с Солнцем и подальше длина метра не изменяется.

[xd]

Я в соседней лекции уже давал ссылку на лекцию Сергея Попова: Открытие гравитационных волн - YouTube

[petrovich1964]

лекцию Сергея Попова

Разве он затрагивает эти вопросы?

[xd]

Гляньте лучше видео

[petrovich1964]

Смотрел, потому и говорю.

[xd]

Хорошо, какие вопросы Вы подразумевали под этими?

[petrovich1964]

какие вопросы Вы подразумевали под этими?

А Вы на какие вопросы советовали посмотреть лекцию?

[xd]

О том, как работает детектор и почему он работает, например.

[petrovich1964]

как работает детектор и почему он работает

Не только у меня есть непонимание как под воздействием гравитационной волны "растягивающей и плечо интерферометра и световую волну" будет происходить изменение интерференционной картины, которую и уловят фотодетекторы.
Например

Сегодня я обращаюсь к вопросу, который многие профессионалы-физики полностью не понимают! Некоторое время назад я писал о том, как свет и гравитационные волны будут растягиваться по мере расширения Вселенной (это называется красным смещением). Если объект приближается к нам, его свет сжимается (и это называется blueshift ). В принципе, если объекты движутся, свет и гравитационные волны будут испытывать эффект Допплера .  Я также написал о том, как проходящая гравитационная волна будет растягиваться и сжимать пространство в перпендикулярных направлениях. Когда вы объединяете эти два факта, вы приходите к выводу, что свет внутри плеч LIGO также растягивается и сжимается гравитационной волной.  Итак, как мы можем использовать этот свет для измерения гравитационных волн, когда на сам свет влияет гравитационная волна?

Today I am addressing a question that many professional physicists fully don't understand!  I wrote a little while ago about how light and gravitational waves will stretch out as the Universe expands (this is called redshift).  If an object is coming towards us, its light is compressed (and this is called blueshift).  Basically, if objects are moving, light and gravitational waves will experience a Doppler effect.  I have also written about how a passing gravitational wave will stretch and compress space in perpendicular directions.  When you put these two facts together, you come to the conclusion that the light inside the arms of LIGO is also be stretched and compressed by a gravitational wave.  So, how can we use this light to measure gravitational waves when the light itself is affected by the gravitational wave?
http://stuver.blogspot.fr/2012/09/q-if-light-is-stretchedcompressed-by-gw.html

[Geen]

Например

так там же и объяснение приводится...

[petrovich1964]

так там же и объяснение приводится...

В том то и дело, что тамошнее объяснение неудовлетворительно.

The apparent paradox arises from thinking of laser light as a ruler.  When you think of light, you usually think of it as a wave (which it is, but light is also a particle

Очевидный парадокс возникает из-за мышления о лазерном свете как линейке. Когда вы думаете о свете, вы обычно думаете об этом как о волне (которая есть, но свет также является частицей

В самом деле. Плечо интерферометра также состоит из частиц, которые также двигаются в пространстве. И если гравитационная волна смещает частицы интерферометра, то также она смещает и свет. Автор прямо пишет

Проходящая гравитационная волна будет расширяться и сжимать пространство-время, а длина волны света, который мы используем для измерения гравитационных волн, сама зависит от гравитационной волны.

Так что вывод автора, что будет изменяться время возвращения луча - не убедителен.
Нарисуйте на резиновой ленте зеркала и синусойду световой волны, растяните ленту - разве изменилась фаза волны "вернувшаяся" к зеркалу?

Далее

Поскольку скорость света постоянна независимо от того, как вы ее измеряете,
Because the speed of light is constant no matter how you measure it

Скорость света постоянна. Что означает, что свет проходит длину плеча за постоянное время. Если плечо растягивается, и одновременно растягивается длина волны - то и время прохождения светом плеча не меняется. Растягивание или сокращение плеча интерферометра это смещение частицы интерферометра в сторону. Частица света при этом также смещается в сторону, таким образом для света расстояние которое ему суждено пройти остаётся неизменным.

[a_babich]

Вот пришло в голову. Если трудно представить бегущее искривление пространства-времени через детектер (интерферометр), то можно представить как интерферометр движется через неподвижное искривлённое пространство-время.

Не, мне нетрудно представить бегущее искривление пространства-времени.
А вот движущийся интерферометр - не смог. Ниасилил.

[a_babich]

Вот пришло в голову

У меня тут совсем рядом с домом продается красное сухое, недорогое, приличного качества.
Мне на три дня хватает бутылочки.
Если вам приходит в голову постоянно, то может попробовать его, ну .... в качестве заместительной терапии?

[Geen]

Скорость света постоянна. Что означает, что свет проходит длину плеча за постоянное время. Если плечо растягивается, и одновременно растягивается длина волны - то и время прохождения светом плеча не меняется.

Не согласованные утверждения. Видимо основанные на неявном предположении о неизменности частоты (а не неизменности скорости волны).

[sharp]

Она действительно постоянна и равна по определению ... не только 299 792 458 м/с, но и что более познавательно - одной Планковской длине за одно Планковское время.

Так вроде планковское время как раз по определению - время, за которое свет пройдет планковскую длину...

[ulitkanasklone]

Так что вывод автора, что будет изменяться время возвращения луча - не убедителен.
Нарисуйте на резиновой ленте зеркала и синусойду световой волны, растяните ленту - разве изменилась фаза волны "вернувшаяся" к зеркалу?

Представьте, что до волны у нас обычная евклидова геометрия, а точнее псевдоевклидова ( Минковский). Луч света от зеркала до зеркала распространяется по законам СТО. Можем их настроить, чтобы интерференционная картинка была идеальной: реперной. Это я достаточно абстрактно объясняю, потому что все детали мне неизвестны. И теперь пусть где-то рядом возникло массивное тело. Оно дает статическую геометрию отличную от Минковского. Будет ли искажена интерференционная картина? Да, потому что пространство-время уже не Минковский и свет приходит в первоначальную точку в другое время и с другой частотой. Эксперименты в слабых полях подтверждают теорию ОТО в первом приближении.
Плоская слабая волна это также возмущение метрики Минковского, только оно зависит от времени и вместо 10 компонент метрики возмущаются только три.
Вот сравните геометрию Минковского:

\[ ds^2=dt^2c^2-dx^2-dy^2-dz^2 \]

А вот слабая плоская волна:

\[ ds^2=dt^2c^2-dx^2-(1-a(сt-x))dy^2-(1+a(сt-x))dz^2+2b(сt-x)dydz \]

Свет распространяется по изотропным, то есть когда \[ ds^2=0 \] , отсюда и находится время прихода сигнала в нужную точку.

ПС. \( a=a(сt-x) \) это не умножение , а функция \( a \), которая зависит от \(сt-x\) .

[Скеп-тик]

Да проще дело. В ОТО для безмассовых частиц отклик на "искривление пространства-времени" - двойной. У них все компоненты в формуле, кроме псевдотензора энергии-импульса, обнулены (нет массы и внутренней структуры). В результате, мировая базы интерферометра(сделанная из массы  ) откликается на гравитационную волну слабее, чем фотон. В координатах интерферометра происходит как бы скачок направления луча лазера. Причём это будет фиксироваться независимо от угла прихода фронта г. волны., так как меняется не только фаза, но и направление прихода отраженной волны.
На рисунке - ход луча только до зеркала, без отражения.

[Sensy]

комментарии приветствуются

С какой точностью нужно задать число пи, чтобы выполнялись инженерные решения для таких масштабов сферы?
В статье на ufn, любездно предоставленную одним из участников (Интересующийся Дед) показано лишним предположения о локальности взаимодействия измерительных приборов для выполнения неравенсства Белла. Объясняется в рамках симметрии. Фактор отрицательной вероятности позволил описать результат эксперимента. Приводились параллели с решениями П.Дирака.

[ulitkanasklone]

Не только у меня есть непонимание как под воздействием гравитационной волны "растягивающей и плечо интерферометра и световую волну" будет происходить изменение интерференционной картины, которую и уловят фотодетекторы.

Интересно, Вы разобрались с этими вопросами?

[petrovich1964]

Интересно, Вы разобрались с этими вопросами?

Нет.

This is what the exactly correct calculation says, too It took me years to understand this.
Rai Weiss taught me how to do the correct calculation,
and I believed its results.

Это то, что говорит точно правильный расчет. Мне потребовались годы, чтобы понять это.
Рай Вайс научил меня делать правильный расчет, и я верил его результатам.
https://www.aapt.org/doorway/TGRUTalks/Saulson/SaulsonTalk-Teaching%20gravitational%20waves.pdf
Peter R. Saulson, Professor of Physics

Мне уже поздно изучать высшую математику, чтобы потом через годы понять расчёты. Мне бы хотелось бы, чтобы мне на пальцах объяснили откуда берётся сдвиг фазы, при условии что световая волна растягивается также как и плечо интерферометра.