Suponga que dos agujeros negros chocan de frente. En otras palabras, no estaban orbitando entre sí antes de la colisión. Sé que esto es poco probable. Suponga además que sus tamaños y distancias de la Tierra son similares a colisiones pasadas detectadas por LIGO.
Mi entendimiento es que las ondas gravitacionales detectables son causadas por objetos masivos que experimentan aceleraciones masivas y que las detecciones hasta ahora han sido de colisión de objetos que orbitan entre sí muchas veces en una fracción de segundo.
Supongo que una colisión frontal crearía un solo "pulso" gravitacional en lugar de una onda. No sé si "pulso" es la palabra correcta para esto. ¿Este pulso sería detectable por LIGO?
Hay dos problemas: ¿habría ondas gravitacionales para ser detectadas y LIGO las detectaría?
En el primer tema, las ondas gravitacionales son cuadripolares y un sistema cilíndricamente simétrico no producirá ninguna. (Específicamente, la segunda derivada en el tiempo del momento cuadripolar del tensor de tensión-energía de un sistema aislado debe ser distinta de cero para que emita radiación gravitatoria). ondas. Si los BH tuvieran masas diferentes, o la colisión no fuera del todo frontal, se producirían ondas gravitacionales.
En el segundo problema, hay al menos tres formas en que LIGO podría pasarlas por alto. En primer lugar, es posible que simplemente sean demasiado débiles. Una fusión por rotación es una de las mejores formas de producir ondas gravitacionales, y una colisión frontal es una de las peores (durante una fusión BH, por supuesto).
Una segunda forma en que podría fallar es si la fusión se encuentra en uno de sus puntos ciegos. Cada detector LIGO tiene puntos ciegos y no existe una regla que diga que una fusión de BH no puede estar en uno de ellos. (De hecho, la fusión de estrellas de neutrones se localizó mediante el uso de puntos ciegos. El tercer detector de ondas gravitacionales (GW), Virgo, en Italia, no detectó la fusión de estrellas de neutrones. tener, lo que significaba que la fusión estaba en uno de los puntos ciegos de Virgo, lo que ayudó a reducir su ubicación. Un GW detectado en un solo detector se enumeraría como un posible GW, pero no como una detección, porque podría ser simplemente terrestre interferencia.
Pero otra forma en que podría fallar es si LIGO no hubiera estado buscando la forma de onda de ese tipo de fusión. La Relatividad General nos permite calcular con muy buen detalle la señal GW de cualquier tipo de colisión que creamos probable. Debido a que las señales GW son tan débiles, el primer paso de detección es hacer coincidir las formas de onda GW calculadas con los datos y buscar coincidencias. Una vez que se encuentra una coincidencia, la señal se analiza con más detalle, pero tienen que saber dónde buscar. Si nadie esperaba la forma de onda y no era lo suficientemente fuerte como para salir de los datos y gritar "¡Aquí estoy, tonto!" se puede perder. Dado que se espera que las colisiones frontales sean muy raras, es posible que no estén en la biblioteca de formas de onda que verifica LIGO.
La forma de onda de la espiral binaria fue de aproximadamente 100 ms con un pico para cada rotación, se midieron aproximadamente 10 ondas/rotaciones, con un rango de 30 a 200 Hz. La voz femenina promedio tiene una frecuencia fundamental de unos 200 Hz, para tener una idea, y una horquilla típica es de unos 440 Hz.
La forma de onda para una colisión frontal sería de aproximadamente 5 ms, probablemente menos, como un sonido de chasquido.
Sería indistinguible del ruido de fondo. Los sonidos que consisten en un solo pico son como broches de presión en un vinilo. desafiarías a LIGO a detectar un chasquido en un disco de vinilo cada hextillón de años.
Una colisión directa de la masa solar bh es algo así como 1 en un hextillón de años para todo el universo, porque las singularidades son tan grandes como átomos, distanciadas por 100ds de kms viajando en el rango de 20kmps.
lavidaenlosárboles