La gravedad influye en la velocidad de la luz (Shapiro) y la longitud de onda. ¿La gravedad no influye tanto en la longitud del interferómetro como en la luz láser en LIGO?

Esta es realmente una pregunta sutil e interesante. Definitivamente tuve que reflexionar sobre esto por un momento.

Así que creo que lo que estás preguntando es esto:

La idea de LIGO es medir la variación en la longitud del camino a lo largo de dos brazos de un interferómetro que se produce porque pasa una onda de gravedad. Pero para medir la variación, usamos haces de luz. Si los haces de luz sienten la misma deformación del espacio-tiempo causada por la onda de gravedad que el interferómetro, ¿no se cancelan esos dos efectos y nunca deberíamos ver nada?

La respuesta es no, no se cancelan, por supuesto. ¿Pero por qué?

Creo que tiene que ver con el hecho de que el haz de luz tiene que viajar al espejo reflector en el interferómetro, y luego darse la vuelta y volver sobre sus pasos hasta el detector. Entonces, cualesquiera que sean los efectos que la deformación del espacio-tiempo tuvo para el fotón al salir, el viaje de regreso los deshace de manera igual y opuesta.

Mientras tanto, el espejo se ha movido ligeramente debido a la onda de gravedad, haciendo que el fotón recorra un camino más largo (o más corto) hacia él y hacia atrás. Pero cualesquiera que sean las deformaciones del espacio-tiempo que atraviesa el fotón en una dirección, ve una deformación igual y opuesta al ir en la otra dirección, dejando solo el efecto del espejo movido, que es exactamente lo que mide el interferómetro.

Si tenemos algún experto de LIGO en Quora, agradecería un comentario sobre esta explicación. No estoy completamente seguro de creer esto yo mismo.

La gravedad diaria es un efecto de frecuencia cero (es decir, no variable). La variación en la gravedad debido a las mareas es un efecto que varía en una escala de tiempo de un día a un mes. Las ondas gravitacionales que más esperábamos ver (y vimos) eran de frecuencia de audio. Tenemos muchos buenos trucos para separar las señales de diferentes frecuencias.

Siempre se observa que la luz viaja a la velocidad de la luz en el espacio local en el que se encuentra cuando está en el vacío. La razón por la que viaja más lento en un pozo de potencial gravitacional como se observa desde afuera es porque todo se ralentiza en la misma cantidad en un pozo de potencial gravitacional. Las ondas gravitacionales viajan a la velocidad de la luz, por lo que la curva de la Tierra limita la longitud de LIGO mucho más que la cantidad de curvas de la onda bajo la influencia de la gravedad.

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