Метка: гравитационные волны

Спросите Итана: почему гравитационные волны не ослабляются с расстоянием так, как гравитация?


Любой удалённый источник гравитации может испускать гравитационные волны и отправлять сигнал, деформирующий ткань пространства-времени, проявляющий себя как гравитационное притяжение

Одно из тех свойств окружающего мира, с которыми мы просто примиряемся, заключается в ослаблении физических эффектов при отдалении от их источника. Источники света кажутся тусклее, гравитация ослабляется, магниты действую слабее, и т.п. И наиболее часто этот эффект подчиняется закону обратных квадратов – то есть, при удвоении расстояния до источника эффекта он становится в четыре раза слабее. Однако для гравитационных волн это не так, что и удивляет читателя, спрашивающего меня:

Вы утверждали, что:

1) Сила гравитации изменяется по квадратичной зависимости от расстояния.
2) Сила гравитационных волн, обнаруженных LIGO, изменяется прямо пропорционально расстоянию.

Как это сочетается друг с другом?

Это удивляет практически всех людей, впервые сталкивающихся с этим, даже некоторых профессиональных физиков. Но это так! И вот, почему.
(далее…)

Спросите Итана: если свет сжимается и расширяется вместе с пространством, как мы можем засечь гравитационные волны?


Вид с воздуха на детектор гравитационных волн Virgo, расположенный в муниципалитете Кашина близ города Пиза в Италии. Virgo – это гигантский лазерный интерферометр Майкельсона с плечами длиной по 3 км, дополняющий два одинаковых детектора LIGO длиной по 4 км.

За последние три года у человечества появился новый тип астрономии, отличающийся от традиционных. Для изучения Вселенной мы уже не просто ловим свет телескопом или нейтрино при помощи огромных детекторов. Кроме этого, мы также впервые можем видеть рябь, присущую самому пространству: гравитационные волны. Детекторы LIGO, которые теперь дополняет Virgo, и скоро будут дополнять ещё KAGRA и LIGO India, обладают чрезвычайно длинными плечами, которые расширяются и сжимаются при проходе гравитационных волн, выдавая обнаруживаемый сигнал. Но как это работает? Наш читатель спрашивает:

Если длины волн света растягиваются и сжимаются вместе с самим пространством-временем, как LIGO может обнаружить гравитационные волны? Они ведь расширяют и сжимают два плеча детектора, поэтому волны внутри них тоже должны расширяться и сжиматься. Разве укладывающееся в плечо количество длин волн не будет оставаться постоянным, в результате чего интерференционная картина не будет меняться, и волны будет нельзя засечь?

Это один из самых распространённых парадоксов, которые представляют себе люди, размышляющие о гравитационных волнах. Давайте разберёмся и найдём ему решение!
(далее…)