¿Por qué se requieren mega estructuras para detectar el gravitón?

Las ondas de gravedad que se detectaron tenían longitudes de onda largas, en el rango de 1000 km. La señal crece en magnitud hasta llegar a esta escala de distancia. La señal es increíblemente pequeña, por lo que es realmente necesario hacerlo lo más grande posible. Si tomaste el experimento LIGO de un kilómetro de largo y lo hiciste 1 metro de largo, la señal sería 1000 veces más pequeña.

Usted puede preguntar, ¿por qué las longitudes de onda son tan largas para las ondas de gravedad? La respuesta es que necesita una señal bastante grande para cualquier señal. El tamaño de la señal es proporcional a la masa. Las masas grandes tienen un tamaño mínimo, el radio de Schwarzschild para esa masa, lo que limita la proximidad de dos objetos: R> GM / c ^ 2. El tamaño de los objetos establece un límite inferior en la longitud de onda de las ondas de gravedad que produjeron. La longitud de onda de 1000 km para el descubrimiento de LIGO surgió porque los dos agujeros negros estaban separados unos 1000 km entre sí cuando se detectaba la señal de onda de gravedad.

De hecho, es cierto que esperamos muchos gravitones a nuestro alrededor. Sin embargo, esa no es una buena guía de cuán fáciles son de detectar. En nuestra vida cotidiana, las cosas que son abundantes son fáciles de encontrar, porque nuestras experiencias se basan en cosas con las que interactuamos fuertemente; principalmente a través de la fuerza electromagnética, pero también la gravedad. Sin embargo, a pesar de la presencia de la gravedad en nuestra experiencia, el gravitón en sí no es parte de él; de la misma manera que los fotones virtuales no lo son, a pesar del hecho de que llevan la fuerza EM que está detrás de todas nuestras experiencias sensoriales. Del mismo modo, los neutrinos te atraviesan con un flujo de ~ 7 * 10 ^ 10 neutrinos / cm ^ 2 / s, pero no puedes sentir nada, y los neutrinos son mucho más fáciles de detectar que los gravitones.

Los gravitones son muy difíciles de detectar porque causan efectos muy pequeños con cosas con las que podemos interactuar. Tan pequeño, de hecho, que tal vez nunca los detectemos directamente, incluso si pudiéramos construir un detector tan grande como Júpiter. Uno de mis escritores favoritos de Quora (e investigador de gravedad cuántica) explica por qué aquí: la respuesta de Barak Shoshany a ¿Por qué todavía no se ha detectado el gravitón? Sin embargo, como sugiere Barak en esa respuesta, puede que no importe, siempre que tengamos una teoría comprobable que los prediga.