Detección de ondas gravitacionales

Soy consciente de que todo lo que tiene masa produce ondas gravitacionales y la única razón por la que no las detectamos es porque son increíblemente pequeñas.

Si las ondas gravitacionales actúan como cualquier otra onda, entonces deberían superponerse. Dado que en el universo hay una gran cantidad de objetos masivos que se mueven en todo momento, ¿no deberían superponerse los pulsos gravitatorios de modo que LIGO debería estar siempre detectando ondas gravitacionales?

Le recomendaría enviar esta pregunta por correo electrónico a question@ligo.org Los científicos son muy serviciales y siempre responden a sus consultas, como lo han hecho en varios casos míos. Además, ¿quién puede conocer sus teorías mejor que ellos mismos?
Puede encontrar más contenido en www.ligo.org No olvide publicar una respuesta a su pregunta cuando reciba una respuesta de LIGO. Esperaré eso. 😊😊

Respuestas (1)

Bueno, sí, pregúntale a LIGO, pero no es tan difícil, y la gente de PSE puede darte algunas respuestas.

Pero, no es necesario que pregunte, han publicado algunos y hay otros artículos y resúmenes más detallados que puede buscar en Google. Para LIGO, puede comenzar con https://www.ligo.caltech.edu/page/gw-sources . O google fuentes de ondas gravitacionales

Sí, por supuesto, las ondas gravitacionales se superponen, pero las ondas débiles superpuestas a ondas más fuertes pueden pasar desapercibidas. Al igual que las ondas electromagnéticas, en la aproximación lineal se propagan y decaen con una distancia de 1/r lo suficientemente lejos. Las ondas gravitacionales más fuertes son emitidas por objetos muy densos y muy pequeños, como agujeros negros y estrellas de neutrones, cuando están fuertemente perturbados, como en una colisión o fusión. Hay otras fuentes potentes probablemente de los primeros días del universo, antes de la recombinación, que nos encantaría construir detectores lo suficientemente grandes para ver sus longitudes de onda probablemente más largas.

No vemos la suma de todo eso porque no tenemos suficiente sensibilidad, y porque sus frecuencias pueden ser diferentes (como con las ondas electromagnéticas se superponen a la misma frecuencia, los efectos más no lineales son mucho más débiles).

El régimen no lineal de las ondas gravitatorias es donde las cosas se complican mucho más, porque la gravitación, en la Relatividad General, esencialmente interactúa consigo misma: los efectos gravitatorios interfieren entre sí si son lo suficientemente fuertes.

Otro factor que es interesante para las ondas gravitacionales es que no pueden ser producidas por monopolos (masas individuales), ni siquiera por distribuciones dipolares, pero sí por cuadrupolos y n-polos, para mayores 2 norte . La mayoría (o todos) que hemos detectado hasta ahora provienen de fusiones que no ocurren exactamente radialmente, por lo que tienen un momento cuadripolar (piense en una barra que gira en cualquier eje que no sea su eje de simetría). Si tenemos detectores más sensibles, veremos más y efectos de otras distorsiones gravitacionales.

La comunidad astrofísica y física busca construir detectores de ondas gravitacionales más sensibles y más grandes. Los están viendo básicamente como observatorios gravitacionales, un régimen completamente nuevo para explorar el universo. Un documento sobre eso está, por ejemplo, en https://arxiv.org/pdf/1209.0667.pdf . Estoy seguro de que hay documentos más recientes que detallan qué se puede ver específicamente para cada tamaño de interferómetro.

Muchas gracias, todo increíblemente perspicaz!!! Me preguntaba, entiendo que en el futuro la comunidad de atrofísica quiera construir nuevos interferómetros en el espacio para notar las más pequeñas perturbaciones en el espacio-tiempo. Si pudiéramos detectar una onda gravitacional de fondo como mencionaste, ¿esperaríamos que tuviera las mismas discrepancias de densidad que el CMB, o estos 2 fenómenos no estarían relacionados?
@Francesco. Soy una pregunta justa y buena. La respuesta es casi seguro que sí. Dado que la mayoría de las fluctuaciones de CMB son causadas por fluctuaciones de densidad en el momento en que la luz pudo escapar después de que la recombinación lo permitió (alrededor de 380,000 años después del Big Bang), y esas perturbaciones de densidad (solo variaciones de densidad de masa de energía en diferentes partes del cielo de entonces) actuaría sobre las ondas gravitatorias como lo haría cualquier masa (de la misma cantidad total), tendrá algún efecto. Hace 2 o 3 años pensamos que detectamos algunos patrones en el CMB debido a las ondas GW primordiales. Se determinó --- ver siguiente
que era una falsa alarma. Los GW primordiales se generaron en los primeros tiempos del universo, incluso debido a la inflación, y se propagaron. Si lo detectamos y cuando lo detectemos, deberíamos ver una prueba real de la inflación, y probablemente también más información sobre las faltas de homogeneidad de la masa al principio y hasta cierto tiempo. Ya sea que veamos las faltas de homogeneidad que muestra CMB, o de períodos de tiempo anteriores, puede haber algunas correlaciones. Si vemos con bastante sensibilidad. Consulte la figura en el siguiente artículo de wiki para ver lo que podríamos ver de GW. en.m.wikipedia.org/wiki/Gravitational-wave_observatory