Tengo una pregunta sobre la detección de ondas gravitacionales (GW).
Asumiría que las ondas gravitacionales no impactan cuerpos rígidos. Quiero decir, los GW deberían ser extremadamente débiles con respecto a las fuerzas electromagnéticas que unen átomos y moléculas, por lo que los cuerpos rígidos deberían estar completamente "sin tocar" por los GW, una parte para casos muy extremos (es decir, colisión de agujeros negros mucho más cerca de la tierra) .
Este tipo de razonamiento es el mismo que se encuentra cuando se habla de la expansión del universo: la expansión del universo no hace que la tierra (o cualquier cuerpo rígido) se expanda, porque la "fuerza" de la expansión es ridículamente baja con respecto a otras fuerzas (enlaces electromagnéticos o incluso la atracción gravitacional del sol).
Si esto es cierto, entonces no entiendo por qué, cuando se habla de la detección de LIGO GW, la gente siempre habla de "estirar" los brazos: la tierra no debería verse afectada por el paso de GW. Según tengo entendido, el estiramiento sería del espacio, pero no de los objetos físicos, por lo que, por ejemplo, afectaría a los espejos si de alguna manera están "separados" por la tierra y libres de moverse en el espacio, pero no sé si este es el caso.
Si esto no es cierto, y los GW estiran la tierra y los objetos rígidos, esperaría que la cantidad de estiramiento dependiera del tipo de materia de la que está hecho el objeto: quiero decir, GW impactando en palos de madera tendría un diferente impacto que en los palos de acero. Por lo tanto, la cantidad de estiramiento detectada en uno de los detectores LIGO sería diferente a la del otro (porque los suelos tienen diferentes composiciones): ¿Es este el caso?
Los espejos en los extremos de los brazos de LIGO se han montado de tal manera que su movimiento a lo largo de la dirección de los brazos está (casi) completamente desacoplado de su entorno físico. El movimiento de los espejos en LIGO en estas direcciones se puede considerar en caída libre perfecta y, por lo tanto, es susceptible a los efectos del paso de ondas gravitacionales.
Cuando se habla del estiramiento de los brazos de LIGO, la gente no se refiere al estiramiento real de los tubos de vacío, sino al estiramiento del espacio "vacío" entre los espejos. ¡También vale la pena tener en cuenta que el cambio real en la longitud del camino entre los espejos debido al paso de una onda gravitatoria es menor que el ancho de un protón!
Los espejos en un interferómetro de ondas gravitacionales son una buena aproximación a las masas de prueba inerciales. Su "conexión" con la Tierra, a través de los puntos de los que están suspendidos, es casi inexistente, gracias a órdenes de magnitud de amortiguamiento a las frecuencias de las ondas gravitacionales.
Depende de la frecuencia GW. Si la frecuencia de GW está muy por encima de la frecuencia de resonancia del objeto sólido, la tensión no acelerará las partes del objeto lo suficientemente rápido como para que el objeto responda. Por lo tanto, el objeto experimentará una tensión interna variable en el tiempo porque se alarga y se acorta a medida que pasa la GW.
Si la frecuencia GW es baja en comparación con la frecuencia resonante, el objeto simplemente responderá manteniendo el mismo tamaño. Pero los acelerómetros en diferentes partes del objeto registrarán diferentes aceleraciones, ya que esto no corresponde a las trayectorias geodésicas para todas las partes del objeto.
Y, en resonancia, la onda puede provocar una oscilación sustancial del cuerpo. Este es el principio detrás de Weber Bar .
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