¿Cómo sabemos de dónde provienen las ondas gravitacionales detectadas por LIGO y qué tan lejos están los objetos?

LIGO detecta inspiracionales binarios (como el evento BH-BH recientemente informado) al tener un banco de plantillas de 250 000 señales posibles para diferentes valores de parámetros (masas de los objetos, ángulo relativo a la tierra en el cielo, etc.) y probándolos todos contra cada sección de los datos para ver si coinciden. (Sí, esto es computacionalmente costoso).

La belleza de esto es que cada plantilla corresponde a un escenario muy particular con una magnitud absoluta bien definida para los GW en la fuente. Entonces, si encuentra una copia de la plantilla con un tamaño particular en sus datos, luego de conocer la calibración del detector, puede aplicar la ley del cuadrado inverso (cuadrado inverso en potencia, inversa lineal en amplitud) para calcular qué tan lejos fuente fue. De ahí proviene la estimación de 410 + 160-180 megaparsecs.

Si hubiéramos tenido tres detectores funcionando, podríamos haber hecho una mejor estimación porque podríamos ubicar mejor el evento en el cielo. Al observar el tiempo de vuelo con solo dos detectores, se ubica un evento en un anillo en el cielo, pero la sensibilidad de los detectores varía a lo largo de ese anillo, por lo que debe conectar un rango de sensibilidades en el cálculo de la ley del cuadrado inverso.

Nosotros no, exactamente. No podemos Podemos hacer suposiciones aproximadas de cuán grandes son, y suposiciones sobre cuánto tiempo tardaron en llegar aquí, y dónde podría estar el origen, pero para ubicar las fuentes, como mínimo se necesitan cuatro receptores (posiblemente tres, dado que la Tierra aparentemente actúa como un bloqueador), y solo tenemos dos. (Para obtener una imagen útil, necesitaría mucho más: una matriz).

En este momento (como dice Mark Barton en los comentarios a continuación) podemos localizar fuentes dentro de un anillo en el cielo. Puede hacer una correlación cruzada de esto con objetos astronómicos conocidos e intentar averiguar las fuentes, pero para obtener más fidelidad y precisión del detector LIGO, necesita más.

Y eso solo le da un par de fuentes puntuales que luego necesita una forma de resolver. Para generar cualquier tipo de imagen real del cielo, necesitaría muchos más detectores, espaciados ampliamente (o más cerca con una fidelidad y resolución de tiempo extremadamente altas).

Tiempo de especulación pura (no he hecho los cálculos, y han pasado 20 años desde que estudié la optoelectrónica y la relatividad general en profundidad):

También podría ser posible medir ondas de gravedad de mayor frecuencia utilizando una fuente de luz de mayor frecuencia y materiales optoelectrónicos (o cristales simples). El truco aquí sería hacer que las ondas gravitacionales modifiquen la polarización de la fuente láser, mientras la luz pasa a través de un cristal optoelectrónico. Luego, para medir el cambio de la polarización que sale, o para ver si se genera una corriente.

Los interferómetros LIGO son más sensibles a las ondas de gravedad que llegan viajando perpendicularmente a los planos de los detectores, y el plano es un poco diferente para cada detector, ya que los detectores están a aproximadamente 1900 millas de distancia. Las ondas provenientes de esa dirección y polarizadas paralelas a los brazos detectores producirían la mayor tensión, que en este caso sería igual en los dos brazos.

Pero no, en realidad no están mirando en una dirección particular. Las ondas de gravedad pasan sin obstáculos a través de la Tierra y las ondas que provienen de otras direcciones aún producirían alguna señal.

La dirección a la fuente no se puede determinar con mucha precisión en este caso, ya que no había otros detectores en línea y tomando datos en ese momento. El retraso en el tiempo de llegada de la onda entre los dos detectores da una pista sobre la dirección de esta fuente, cuando se combina con la orientación de la Tierra en relación con el cielo en el momento en que llegó la señal.

El proceso de hacer que el LIGO avance por sí mismo es la extensión del dominio de la ciencia.
Los mejores físicos de todo el mundo utilizan la mejor tecnología disponible y trabajan juntos. ¿No es eso un desarrollo?
Sobre la confirmación de las ondas gravitacionales no se puede decir nada hasta que LIGO India (INDIGO) sea funcional.
Esperemos lo mejor.

Podría ser posible que la predicción teórica de los gravitones sea incorrecta y la realidad sea diferente. Lo que podría significar, tenemos que cambiar la teoría para finalmente descubrir partículas que causen gravedad.

No miran en una dirección particular. Buscan una región específica. El LIGO tiene la capacidad de buscar una región específica en el espacio. Y no busca … Recibe ondas gravitacionales que mueven sus láseres para estudiar ondas gravitacionales

Más o menos, sí, puede medir ambos. En cuanto a la dirección, puede aislar direcciones un poco como GPS, utilizando triangulación. Sin embargo, dado que en realidad solo hay 2 detectores, no podemos triangular realmente bien; se usan otras cosas elegantes, que no puedo explicar correctamente. Es por eso que hay más detectores en proceso; Mejora la triangulación.

En cuanto a la distancia, en realidad no sé cómo lo hacen, pero sí sé que pueden hacerlo.