¿Transferencia de energía de la gravedad a otras formas de energía "más familiares"?

En esta pregunta, mencioné un relato de la segunda observación recientemente informada de ondas gravitacionales, LIGO y Virgo Collaborations, Phys. Rev. Lett. 116, 241103, 15 de junio de 2016 , donde se dice que 1 de las 22 masas solares se convirtió en energía pura: ondas gravitacionales.

Mi pregunta aquí es en dos partes:

  1. ¿Existe algún marco teórico estándar donde esta energía podría , de alguna manera, transferirse a formas de energía más "familiares", donde "familiar" significa mecánica, eléctrica, térmica... cosas menos exóticas que la energía almacenada en la vibración? del espacio mismo.
  2. ¿Hay alguna discusión sobre una forma en que esto realmente podría suceder? A veces, una teoría que dice que algo es posible por sí sola no hace muy obvio cómo sería posible.

Estoy buscando algo cuidadosamente elaborado y publicado, y no estoy interesado en ninguna discusión sobre la practicidad.

Técnicamente, parte de la energía de la onda se convirtió en energía cinética de los detectores. Pero no creo que puedas obtener una cantidad útil de energía a menos que el sol se fusione con un gran agujero negro o algo así.
Parece que está pensando demasiado en el problema, de modo que "los árboles no pueden ver el bosque".
@KyleOman Hice ambas preguntas y las vinculé, pero simplemente son preguntas diferentes. Uno pide la confirmación de un valor, el otro pide una base teórica. Los "posibles duplicados" no mejoran el StakeExchange.
@uhoh, sentí que estaban lo suficientemente cerca como para emitir un voto, aunque como un caso extremo. Veremos que opina el resto de la comunidad. Un voto no significa nada, y tampoco se supone que lo haga.
@KyleOman Tendrían respuestas completamente diferentes, ¿no? Me refiero a que la respuesta correcta a cualquiera de las dos no podría comenzar a responder a la otra. No, no es un caso límite en esta situación. Estas preguntas son diferentes, y sus respuestas serían muy diferentes.
@KyleOman pero es el gran cartel amarillo en la parte superior que me dice que debo editar la pregunta que me gustaría manejar.
El banner es simplemente lo que aparece cuando se emite un voto duplicado. Si no cree que necesita hacer nada para dejar en claro que esto no es un duplicado, entonces no lo haga, pero el hecho de que al menos una persona pensó que las preguntas se parecían lo suficiente es un indicador de que tal vez debería reformular algo en esta pregunta.
@KyleOman parece que el "gran estandarte" en este caso es algo que solo yo puedo ver y que es inquietante, pero ahora entiendo que un voto no significa tanto.
Aquí hay una energía teórica que podría ser "consumida". Sin embargo, está lejos de ser económico por la energía obtenida que no valdría la pena explorar. Sería como crear un panel solar para recolectar la luz de las estrellas por la noche en lugar del sol. La energía está ahí y, sin embargo, no es probable que sea una fuente fructífera de energía, ni ahora ni en el futuro.
Si la respuesta proviene de Feynman enseñando a otros físicos sobre física , entonces 1) ¿cómo podría la pregunta estar fuera de tema para la física SE? 2) ¿Qué tan frío es esto como un duplicado de una pregunta totalmente diferente sobre las barras de error experimentales ? Realmente amigos, en este caso estos no son votos cerrados razonables.
Más sobre energía pura .
@Q Mechanical, el título debería ser "... de las ondas de gravedad a ..." no "... de la gravedad a ..." pero parece que la pregunta se entendió de todos modos. No estoy seguro de cuál es el mensaje detrás de su comentario de "energía pura" aquí. ¿Puede decirme más?

Respuestas (3)

Feynman dio un argumento de cuentas en una cuerda o varilla. El paso de una onda gravitatoria haría que las perlas se movieran de manera similar a los brazos del interferómetro LIGO. Argumentó que el movimiento podría tener fricción en la cuerda. Podríamos pensar en esto como imanes en un solonoide. Si hay imanes en diferentes lugares del solonoide, su movimiento induciría EMF por inducción, y su movimiento daría como resultado una corriente y un voltaje netos a través del solonoide.

No espere que la radiación gravitacional se convierta en una fuente de energía seria. La constante de acoplamiento de la gravitación es 8 π GRAMO / C 4   =   4.12 × 10 − 45 norte − 1 , que es muy pequeño. La ecuación de campo de Einstein GRAMO m v   = ( 8 π GRAMO / C 4 ) T m v . Para el lado derecho, la densidad de energía o momento y la curvatura izquierda, está claro que necesita grandes curvaturas para obtener grandes densidades de energía.

De ahí la última frase: "... y no me interesa ninguna discusión de practicidad ".
¡Muchas gracias! ¿Puede compartir un enlace o al menos una referencia de dónde podría ver el argumento de Feynman o leer más al respecto?
Lo siento, eliminé el estado "aceptado" solo hasta que pueda obtener un enlace o una referencia a donde Feynman escribió esto para poder leerlo más a fondo. No fue una comunicación privada, ¿verdad? :)
El artículo de Wikipedia sobre el argumento de las cuentas pegajosas contiene varias referencias, incluido el prólogo de las Conferencias Feynman sobre la gravitación y artículos contemporáneos de Bondi, Weber y Wheeler.
@MichaelSeifert gracias por eso, justo lo que necesitaba (y posiblemente otros también)
Para poner el argumento de la perla pegajosa en un mejor contexto, tal vez le interese leer sobre la conferencia de Chapel Hill en 1957, que marcó un punto de inflexión en la historia de la teoría de las ondas gravitacionales, ya que no fue hasta después que se aceptó ampliamente que las ondas gravitacionales existió Aquí hay un buen resumen
Gran respuesta sobre energía, ¿te gustaría probar el impulso ahora ?

Esto es del artículo de Wikipedia mencionado . Creo que realmente vale la pena leerlo, ya que no solo describe parte de la física asociada con la respuesta aceptada y es una cita del argumento de Feynman sobre una cuenta por palo, sino que también brinda una pequeña idea del desarrollo del campo.

El argumento de Feynman

Más tarde, en la conferencia de Chapel Hill, Richard Feynman, que había insistido en registrarse bajo un seudónimo para expresar su desdén por el estado contemporáneo de la física gravitacional, usó la descripción de Pirani para señalar que una onda gravitatoria que pasa debería, en principio, causar una cuenta en un palo. (orientado transversalmente a la dirección de propagación de la onda) para deslizarse hacia adelante y hacia atrás, calentando así la perla y el palo por fricción. Este calentamiento, dijo Feynman, mostró que la onda efectivamente impartió energía al sistema de perla y barra, por lo que de hecho debe transportar energía, contrariamente a la opinión expresada en 1955 por Rosen.

En dos artículos de 1957, Bondi y (por separado) Joseph Weber y John Archibald Wheeler utilizaron este argumento de las cuentas para presentar refutaciones detalladas del argumento de Rosen.(5)(6)

(5) Bondi, Hermann (1957). "Ondas gravitacionales planas en relatividad general". Naturaleza 179 (4569): 1072–1073. Código Bib:1957Natur.179.1072B. doi:10.1038/1791072a0.

(6) Weber, Joseph y Wheeler, John Archibald (1957). "Realidad de las ondas gravitacionales cilíndricas de Einstein y Rosen". Rev.Mod. física 29 (3): 509–515. Código Bib:1957RvMP...29..509W. doi:10.1103/RevModPhys.29.509.

Para ser detectadas, las ondas de gravedad deben convertirse en alguna otra forma de energía (por ejemplo, mecánica, eléctrica).

Entonces la respuesta a la pregunta 1 es Sí. La respuesta a la pregunta 2 es cualquier artículo sobre detectores/detección de ondas de gravedad.

¿Estás absolutamente seguro? ¿ Uno solo puede detectar cosas que se convierten en energía?
@uhoh: ¿Conoces un contraejemplo?
Estoy pensando en eso en realidad. Esta no es una medida ordinaria, es el espacio que está cambiando. No hay muchos experimentos anteriores sensibles a la expansión métrica del espacio, ¿verdad? Creo que hay algo en la interferometría de neutrones que le permite medir algo sin necesariamente intercambiar energía con él, ¡pero eso requerirá un poco de investigación o una nueva pregunta de SE!
Así que he preguntado . ¡Esto es interesante!
Sólo he tenido una respuesta allí. Dice que es posible una medición de energía cero, pero no puedo entender el argumento, basado en computadoras teóricas de bolas de billar sin fricción. Estoy empezando a pensar que este es un muy buen punto! Así que he hecho esta pregunta .
Sí, leí la respuesta de Rod Vance y tampoco la entiendo... En algunos casos, es posible que desee minimizar la cantidad de energía que se extrae o intercambia durante la medición, para preservar lo que está midiendo. Sin embargo, al detectar señales débiles como las ondas de gravedad, no le importa destruirlas, sino que desea utilizar cada gota de energía que transportan para maximizar la SNR y la posibilidad de detección. Por lo tanto, los detectores de ondas de gravedad están diseñados para extraer la mayor cantidad de energía posible.
Bien podría ser cierto que las ondas gravitacionales solo pueden detectarse convirtiéndolas, al menos parcialmente, en otras formas de energía, pero esto no es del todo evidente y debería estar respaldado por pruebas adecuadas. (A modo de ejemplo, las ondas de gravedad (las del agua y otros fluidos) pueden detectarse fácilmente sin alterar su contenido de energía simplemente mirándolas. Las ondas gravitacionales bien pueden ser diferentes, pero si es así, esta diferencia debe explicarse adecuadamente).
¿Transferencia de energía de la gravedad a otras formas de energía "más familiares"?
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