¿Cuál es la posibilidad de poder detectar la ubicación de origen de una onda gravitacional lo suficientemente bien como para apuntar un telescopio para mirar allí?

No soy Peter Graham, pero puedo responder a tu pregunta.

Necesita aproximadamente 4 detectores para determinar de dónde proviene la señal. Depende un poco de dónde los construyas si quieres una cobertura total y, por lo tanto, tener 1 o 2 más es probablemente mejor.

Por ejemplo, supongamos que construye dos detectores y detecta una onda de tal manera que la diferencia de tiempo entre detecciones es exactamente su distancia dividida por la velocidad de la luz. En ese caso, sabe que el evento ocurrió en una línea imaginaria que conecta el evento y los dos detectores. Luego, necesitaría un tercer detector para determinar dónde exactamente en esa línea tuvo lugar el evento. Este es un escenario bastante específico y, en general, necesitaría 4 detectores.

Por supuesto, existe el problema de las desviaciones estándar en las mediciones. No sé qué tan grandes son estas ondas gravitacionales, pero supongamos que son del 1% y que este 1% se traduce en una desviación estándar del 1% en la ubicación del evento. 1% es muy poco, por lo general. Pero si está hablando de distancias de 1.300 millones de años luz, la desviación del 1% deja un montón de cielo para mirar (si, por ejemplo, también desea recibir algo de radiación electromagnética del evento).

Puede reducir este error mejorando los detectores, pero también construyendo más detectores. Sin embargo, como es típico con este tipo de errores, construir cantidades arbitrarias de detectores no reduce el error a números pequeños arbitrarios. Entonces, aunque 4 detectores serían suficientes, y (digamos) 8 sería mejor, construir un 100 es solo una pérdida de dinero durante los últimos 90 más o menos.

Todos los datos se registran con marcas de tiempo de relojes GPS con una precisión de 10 µs, por lo que la ubicación de las fuentes de GW se puede hacer mirando la hora de llegada de la señal a diferentes detectores. Por lo tanto, depende de la cantidad de detectores en su red y de qué tan espaciados estén alrededor de la tierra.

Un detector es bastante inútil: todo lo que puede decir es que hay un anillo en el cielo donde no se detectó el evento, porque el detector no tiene sensibilidad allí. (Si está seguro de que vio algo pero sabe que es ciego en ciertas direcciones, puede estar seguro de que no provino de su punto ciego).

Dos detectores (como en la reciente ejecución de LIGO) normalmente pueden ubicar la fuente en un anillo en el cielo, nuevamente, menos secciones donde sus detectores no tenían sensibilidad.

Tres detectores (LIGO más, por ejemplo, Virgo) normalmente pueden ubicar la fuente en uno de un par de puntos.

Cuatro detectores están comenzando a ser realmente buenos, aunque ayuda considerablemente si uno de ellos está en el hemisferio sur. LIGO tiene piezas para un tercer detector en cajas y se las ofreció a Australia, pero Australia no pudo encontrar los fondos correspondientes, por lo que ahora LIGO está en negociaciones con India. Eso aún sería un complemento útil para las dos ubicaciones de LIGO en los EE. UU. Y Virgo en Italia. Y estoy trabajando con un equipo japonés para hacer que KAGRA suceda.

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