¿Cómo sabemos que la onda gravitacional detectada fue causada por colisiones de agujeros negros?

Dos agujeros negros en espiral el uno con el otro es el único fenómeno que se puede encontrar que genera ondas gravitacionales lo suficientemente grandes como para que podamos detectarlas.

Estoy leyendo el documento ahora (aquí: https://journals.aps.org/prl/pdf…) y uno de los aspectos menos informados es la cantidad de energía contenida en estas ondas. Informan que la luminosidad máxima del evento de colisión fue [matemática] 3.6 \ veces 10 ^ {49} \ text {W} [/ matemática]. Una estimación aproximada de la potencia de salida total de cada estrella en el universo observable da aproximadamente [matemáticas] 2 \ por 10 ^ {49} \ texto {W} [/ matemáticas] [matemáticas]. [/ Matemáticas] Este es un gran evento Buena suerte para encontrar otro candidato.

Además, un sistema de doble agujero negro genera ondas gravitacionales con un patrón muy característico: ondas que aumentan en frecuencia de manera predecible, terminando con una ráfaga de alta frecuencia llamada “chirrido”. Esto es lo que detectaron en dos ubicaciones diferentes. Como beneficio adicional, el ligero retraso entre las dos señales nos da una medida de la velocidad de las ondas gravitacionales.

Los datos se grafican en la figura a continuación. ¿No te gustaría que tus datos salgan así de claro? ¿Y lo verdaderamente asombroso? Mira la escala en el eje y. La deformación es una cantidad adimensional, una relación de dos longitudes. Entonces están diciendo que están viendo una relación de dos longitudes que difieren en menos de una parte en [matemáticas] 10 ^ {- 21} [/ matemáticas].

Es bastante difícil procesar cuán asombroso es todo esto.

Tiene que ver con la frecuencia, magnitud, duración y evolución del tiempo de la señal.

Mira esta imagen. Contiene dos paneles de uno de los diagramas en el documento que anuncia el descubrimiento. El panel superior muestra la señal real observada en las dos ubicaciones del observatorio (la señal de Hanford, Washington cambió en el tiempo y se invirtió para coincidir con la señal de Livingston, Louisiana; esto tiene que ver con la distancia entre los dos observatorios y su orientación con respecto a la fuente ) El panel inferior muestra la señal modelada usando varios métodos de modelado, con las masas y la distancia estimadas de los agujeros negros.

Si hubieran utilizado algún otro parámetro en el modelo, o algún otro fenómeno físico como base para el modelo, la señal modelada sería una mala coincidencia o ninguna. El hecho de que coincida tan estrechamente con la observación proporciona un alto grado de confianza que no solo es válido el modelo, sino que sus parámetros están cerca de la realidad. Sin embargo, todavía hay errores significativos; Las masas de agujeros negros se conocen con una precisión de más o menos 4 masas solares más o menos, la distancia estimada tiene un error de casi 200 megaparsecs (que es casi el 50% del valor estimado).

A partir de la frecuencia y el chirrido de la señal, podemos calcular las masas y la separación de los dos objetos que colisionaron. Las dos masas eran 36 y 29 masas solares, y la aproximación más cercana fue de alrededor de 350 km. Eso significa que la densidad de los dos objetos es tal que no podría ser otra cosa que dos agujeros negros. Aquí hay una cita del artículo (publicado aquí: Observación de ondas gravitacionales de una fusión binaria de agujeros negros).

Para alcanzar una frecuencia orbital de 75 Hz (la mitad de la frecuencia de onda gravitacional) los objetos deben haber estado muy cerca y muy compactos; las masas puntuales newtonianas iguales que orbitan a esta frecuencia estarían separadas por ≃350 km. Un par de estrellas de neutrones, aunque compactas, no tendrían la masa requerida, mientras que un binario de estrellas de neutrones de agujero negro con la masa de chirrido deducida tendría una masa total muy grande y, por lo tanto, se fusionarían a una frecuencia mucho menor. Esto deja agujeros negros como los únicos objetos conocidos lo suficientemente compactos como para alcanzar una frecuencia orbital de 75 Hz sin contacto.

Aquí está la figura que muestra la forma de onda detectada por los dos interferómetros LIGO:

Figura de: B. P. Abbott et al. (LIGO Scientific Collaboration y Virgo Collaboration), Observación de ondas gravitacionales de una fusión binaria de agujeros negros, Physical Review Letters, 116 , 061102 (2016)


Ver también:

La respuesta de Peter Graham a ¿Cómo sabemos que la onda gravitacional detectada fue causada por colisiones de agujeros negros?

La respuesta de Leo C. Stein a ¿Cómo sabían los científicos de LIGO que la señal de onda gravitacional (GW150914) provenía de dos agujeros negros?

Muchas personas habían calculado previamente cómo se verían las señales de ondas gravitacionales de una gran variedad de fuentes. LIGO compara lo que ven con estas “plantillas” para ver cuál coincide. Específicamente, observan cosas como la fuerza y ​​la frecuencia de la ola y cómo cambió con el tiempo durante el evento. Esta forma exacta de la señal, o forma de onda, se corresponde con las expectativas de las fuentes esperadas, como los binarios de estrellas de neutrones o los binarios de agujeros negros. Las señales esperadas son lo suficientemente distintas como para que LIGO pueda concluir con confianza que están viendo un binario de agujero negro, e incluso puede obtener una buena medición de las masas y otras propiedades de los agujeros negros, todo a partir de la forma de onda de la señal.

LIGO pudo haber detectado inadvertidamente el estallido de la llamarada solar / heliosísmica del Sol el 14 de septiembre de 2015.

Aquí hay una cita de un artículo en línea:

“Una ráfaga está en camino. Los pronosticadores de NOAA esperan que una corriente de viento solar de alta velocidad llegue a la Tierra del 14 al 15 de septiembre, provocando renovadas exhibiciones de auroras de alta latitud”.

Ref: SpaceWeather.com – Noticias e información sobre lluvias de meteoritos, erupciones solares, auroras y asteroides cercanos a la Tierra Time Machine (Spaceweather.com Time Machine)

¿El grupo LIGO realmente detectó una onda gravitacional de la fusión de dos agujeros negros, o detectó el débil acoplamiento Sol-Tierra de la explosión heliosísmica generada por la erupción de la llamarada solar el 14 de septiembre de 2015? Según los datos de LIGO, está claro que el fenómeno fue detectado por Livingston, LA primero a las 09:50:45 UTC antes de llegar a Hanford, WA, lo que es consistente con un vector de pulso EM del Sol en el este. Además, la forma de onda de la señal detectada es indicativa de una dispersión consistente con lo que se esperaría de una explosión heliosísmica.

“Una característica única de las ondas sísmicas solares es la aceleración. Las ondas solares aceleraron desde una velocidad inicial de 22,000 millas por hora (9.8 km / seg) hasta un máximo de 250,000 millas por hora (112 km / seg) antes de desaparecer. En contraste, las ondas de agua en la Tierra viajan hacia afuera a una velocidad constante “.

Ref: http://www.vibrationdata.com/New


Solo me pregunto.

Bueno, resulta que no sabemos con certeza si las ondas gravitacionales detectadas surgieron de dos agujeros negros que se unen entre sí.

Asumimos que la forma de onda de la señal que registramos podría * solo * provenir de fusiones binarias de agujeros negros. Pero un nuevo artículo publicado recientemente (Physical Review Letters) argumenta que la misma señal (llamada formas de onda de llamada), con modos muy similares de disipación de energía (llamados modos cuasinormales) también es producida por cuerpos con anillos de luz.

Los agujeros negros pueden tener anillos ligeros. También pueden otros objetos extremadamente densos. Estas son “esferas de fotones” literales atrapadas en órbita por el campo gravitacional de algo realmente pesado y denso.

Para distinguir entre la fusión de agujeros negros binarios y un agujero negro (o algo más) con un anillo de luz, tendríamos que mirar una parte posterior de la señal de llamada, una parte donde aparecen diferencias más sutiles en los modos cuasinormales .

Eso no fue hecho.

Así que sí.

Documento: http://arxiv.org/pdf/1602.07309v
Artículo pop: ¿Las ondas gravitacionales de LIGO realmente provienen de la fusión de agujeros negros?

Observando y comparando el peso de los dos agujeros negros antes y después de colisionar. Un agujero negro tiene una masa 36 veces mayor que la del sol choca con el agujero negro que tiene 29 veces la masa del sol. La colisión y la difusión de los dos agujeros negros producen 62 veces la masa del sol. Pero por simple cálculo, la masa debería ser 36 + 29 = 65. Entonces, ¿dónde más desaparece 3 veces la masa del sol? Según la famosa ecuación de Einstein, [matemática] E = mc2 [/ matemática], los agujeros negros fusionados perdieron su masa como energía en forma de ondas gravitacionales. “5 sigma” significa que la probabilidad de que ocurra el evento solo se detecta uno en 3.5 millones. Por lo tanto, los científicos han considerado para esta invención que el resultado ya excede el “cinco-sigma” estándar que es suficiente para declarar este hallazgo como evidencia lo suficientemente significativa.

En febrero de 2016, la Colaboración Científica LIGO anunció la detección de la onda gravitacional predicha por Albert Einstein hace cien años, y la observación de la fusión violenta de dos agujeros negros.

El hallazgo se realizó utilizando el instrumento LIGO de mil millones de dólares, y fue aclamado en todo el mundo como uno de los mayores descubrimientos en la historia humana.

Este libro muestra que el instrumento tenía fallas fatales de muchas maneras y en muchas capas. Estas fallas eran completamente entendibles por el establecimiento científico. Sin embargo, se reunieron alrededor del descubrimiento y procedieron a instalarlo con fuerza como ciencia asegurada, listos para ingresar a los libros de texto de niños de todo el mundo. Las muchas voces disidentes de razonamiento científico que surgieron desde fuera del establecimiento fueron totalmente ignoradas.

Los gobiernos nacionales y los cuerpos legislativos se presentaron para respaldar poderosamente el descubrimiento. El descubrimiento fue una de las mayores estafas en la historia humana. Su apoyo por parte del establecimiento fue el último acto de corrupción intelectual contra los ciudadanos del mundo, y un acto descarado de engañar a los contribuyentes estadounidenses.

Extracto del libro publicado por: Bibhas De PhD

La forma de onda detectada coincidía con la predicha para dos agujeros negros en espiral uno hacia el otro y el ringdown en 1. Puede escuchar las ondas y cómo suenan en varias publicaciones.