¿Sería útil desplegar relojes atómicos alrededor del cinturón de asteroides, siempre que la Tierra circule alrededor del sol, equipándolos con troncos y transmisores, para rastrear las ondas gravitacionales? ¿Aumentaría la resolución, la precisión, el alcance y la profundidad de las observaciones?

Una excelente idea en principio, una que está en la etapa de diseño ahora, con una nave de prueba en órbita que ha completado su misión de ciencia e ingeniería,

LISA Pathfinder – Wikipedia

y lanzamientos completos del sistema planeados para 2034:

Antena espacial con interferómetro láser – Wikipedia

Pero no en el cinturón de asteroides, y no alrededor del sol. La idea es comenzar con tres naves espaciales en órbitas que las mantengan en un triángulo equilátero giratorio muy preciso con lados de 2.5 millones de millas de largo, a aproximadamente 50 millones de millas de la Tierra a lo largo de su órbita.

Dos estarían destinados principalmente a reflejar la luz láser con mucha precisión de regreso al tercero, lo que generaría la luz y haría las mediciones. Sería necesario rastrear las órbitas de las tres naves con mucha precisión, teniendo en cuenta la Relatividad Especial y General.

Las respuestas aquí que afirman que sería imposible medir la luz a esas distancias son completamente falsas.

Todas las mediciones de fase utilizadas para detectar las olas se realizarían en un lugar en una nave.
Podemos detectar fácilmente fenómenos de onda más cortos que las longitudes de nuestros detectores, siempre que sean casi periódicos.
No tenemos dificultades para sincronizar relojes atómicos en sondas espaciales y en órbita en el sistema GPS. Las matemáticas involucradas no son más difíciles que sincronizar relojes atómicos en diferentes latitudes y altitudes en la Tierra.

Astrofísicaastronomíaciencia planetariaFísicaInstituto Perimetral de Física TeóricaOndas gravitacionalesRelatividad generalTierra

¿Es [math] | \ textbf {F} | = G \ frac {m_ {1} m_ {2}} {d ^ {2}} [/ math] verdadero en la mecánica relativista? En caso afirmativo, ¿por qué ocurre la spaghettificación?

¿Los fotones se ven afectados por la dilatación del tiempo? Si no, ¿pueden pasar el horizonte de eventos de un agujero negro?

Considere el espacio-tiempo alrededor de un cuerpo masivo M como en la relatividad general. Dos cuerpos de luz m1 y m2 de diferentes masas pasan por M con la misma velocidad y radio. ¿Seguirían diferentes curvaturas? En caso afirmativo o no, ¿por qué?

¿Qué diría la inferencia bayesiana sobre la relatividad general en el momento en que la mecánica newtoniana estaba incontrovertiblemente respaldada por evidencia?

¿Por qué se define el tiempo como una dimensión?

¿Hay alguna fuente confiable que describa cómo la teoría de la relatividad puede ser incorrecta / incompleta?

La extensión de LIGO al espacio, no utilizando relojes atómicos como lo sugiere el interrogador, sino más bien, utilizando una versión ampliada del interferómetro LIGO terrestre, está muy avanzada. Este proyecto es la antena espacial con interferómetro láser (LISA), una misión de la Agencia Espacial Europea que se lanzará en algún momento alrededor de 2034.

Fuente: Proyecto de antena espacial de interferómetro láser

El plan actual es que LISA soporte una constelación de tres naves espaciales dispuestas en un triángulo equilátero con 2.5 millones de kilómetros de lado, orbitando en formación alrededor del Sol alrededor del punto de Lagrange L1 del Sol de la Tierra.

Fuente: puntos de Lagrange – Wikipedia

A diferencia de LIGO, que es máximamente sensible a las ondas en un rango de frecuencia de 10 Hz a 1000 Hz, los brazos gigantes de LISA lo harán sensible a las ondas gravitacionales en el rango de frecuencia de 0.1 mHz a 1 Hz, apuntando así a clases de objetos completamente diferentes a aquellos que LIGO está buscando. Lejos del ruido de la Tierra, se prevé que LISA sea sensible a los cambios relativos de posición que son menores que el diámetro de un núcleo de helio, tensiones del orden de 1 parte en [matemáticas] 10 ^ {20} [/ matemática] en la banda de baja frecuencia del espectro de ondas gravitacionales.

LISA debería ser capaz de detectar

estrellas binarias de neutrones en órbita, binarios de enanas blancas de neutrones y binarios de agujeros negros en nuestra galaxia,
fusiones de agujero negro de escala galáctica supermasivas
Inspirales de relación de masa extrema (EMRI): capturas de agujeros negros de masa estelar por agujeros negros supermasivos
El fondo de la onda gravitacional resultante de los mecanismos hipotéticos prevalentes en el universo temprano, incluida la inflación, las cadenas cósmicas y las transiciones de fase en el universo temprano.

Una misión de prueba de prueba de concepto llamada LISA Pathfinder se lanzó en 2015 para probar las tecnologías necesarias para LISA y tuvo un éxito espectacular, excediendo su sensibilidad de diseño en un factor de cinco.

Edward Cherlin

Algo similar se está desarrollando. Los instrumentos en órbita unidos por enlaces de comunicación láser proporcionarían detectores de ondas gravitacionales de línea de base muy largas.

Ver (Más LIGO planeados en la Tierra y en el espacio)

También es posible monitorear los púlsares con el mismo propósito.

Ver 1004.3602] Detección de ondas gravitacionales usando temporización Pulsar

La era de la astronomía de ondas gravitacionales está sobre nosotros.

Edward Cherlin

Una desventaja importante es que cualquier observación importante de observatorios tan distantes se retrasaría en la recepción por decenas de minutos debido a las limitaciones de velocidad de la luz. Dependiendo de los ángulos, las observaciones podrían incluso no detectarse en un observatorio de asteroides hasta después de que las olas hayan pasado por la Tierra.

Y buena suerte tratando de coordinar una multiplicidad de relojes, cada uno compensado por efectos relativistas.

Los descubrimientos recientes de creación de noticias fueron posibles al detectar las ondas de gravedad y luego llevar rápidamente la luz y los radiotelescopios a las coordenadas apropiadas.

Nicola Di Pietro

La gran complejidad del proyecto para construir un LIGO en el espacio es inimaginable. No creo que haya hecho tanta diferencia en la resolución de las mediciones. El LIGO en la Tierra hace uso de sofisticado hardware y software para maximizar la relación señal / ruido.

Charles Ivie

Tal vez … solo hacer el experimento de detección de ondas de gravedad usando un área más grande ayudaría.

El límite es el costo y los ruidos producidos (por ejemplo) por los asteroides.

Gary Novosielski

More Interesting

¿Einstein no creía que la relatividad general geometrizara el espacio-tiempo?

¿La física dentro de los agujeros negros es diferente de la exterior?

Una teoría predijo correctamente algo. ¿Es la teoría ahora cierta debido a esta razón?

¿Qué causó que Einstein pensara en la gravedad como curvatura espacio-temporal?

¿Cómo medimos la dilatación del tiempo en las galaxias que se alejan de nosotros a la velocidad FTL?

¿Qué dijo Albert Einstein sobre la teoría de la relatividad?

Si Isaac Newton regresara, ¿podría comprender la física moderna (la relatividad de Einstein, la teoría de cuerdas, la mecánica cuántica)?