Po raz drugi zarejestrowano fale grawitacyjne

[KopalniaWiedzy.pl 314]

Eksperyment LIGO po raz drugi wykrył fale grawitacyjne. Tym razem powstały one wskutek zderzenia dwóch czarnych dziur odległych od nas o 1,4 miliarda lat świetlnych, które wpadły na siebie z prędkością równą połowie prędkości światła.

W przeciwieństwie do pierwszego przypadku odkrycia fal grawitacyjnych, gdy mieliśmy do czynienia z bardzo wyraźnym sygnałem, tym razem sygnał był słaby i został zauważony dopiero dzięki wykorzystaniu zaawansowanych technik analitycznych. Gdy po raz pierwszy zanotowaliśmy fale grawitacyjne, sygnał był krótki i wyraźny, od razu było go widać w danych. Teraz zaś mamy zupełnie inny obraz. Nie wystąpił łatwy do zauważenia skok sygnału. Jest on całkowicie ukryty w szumie tła - mówi Salvatore Vitale z MIT i członek zespołu LIGO.

Szczegółowe badania pozwoliły stwierdzić, że czarne dziury, które się zderzyły, miały masę o 14,2 i 7,5 większa od masy Słońca. Fale grawitacyjne powstały bezpośrednio przed ostatecznym połączeniem się dziur. W ostatniej sekundzie przed połączeniem pędziły one w swoim kierunku z prędkością 150 000 km/s i okrążały się 55 razy na sekundę. Wynikiem połączenia jest czarna dziura o masie 20,8 mas naszej gwiazdy. Pozostałe 0,9 masy Słońca zostało wyemitowane w formie energii fal grawitacyjnych.
Pierwszy sygnał świadczący o obecności fal grawitacyjnych zarejestrowano 14 września ubiegłego roku. Najnowszy sygnał pochodzi z 26 grudnia.

Naukowcy mają nadzieję, że dzięki odkrywaniu i analizie kolejnych fal grawitacyjnych dowiedzą się, w jaki sposób pochodzi do połączenia czarnych dziur. Jedna hipoteza zakłada, że czarne dziury łączą się, gdy dwie krążące wokół siebie gwiazdy zamieniają się w czarne dziury i z czasem dochodzi do ich spotkania. Zgodnie z inną hipotezą w obszarach, gdzie występuje duże zagęszczenie niezależnych czarnych dziur zdarza się, że tego typu obiekty zbliżą się do siebie na tyle, iż zaczynają się przyciągać i w końcu się łączą. To bardzo różne scenariusze i chcemy się dowiedzieć, który z nich zachodzi częściej - mówi Vitale. Analiza fal grawitacyjnych może też powiedzieć nam dużo o początkach wszechświata. Przez pierwszych około 380 000 lat istnienia wszechświat był nieprzenikalny dla światła. Jednak fale grawitacyjne mogły się w nim przemieszczać. Naukowcy mają nadzieję, że w przyszłości uda się wykryć te wczesne fale grawitacyjne i lepiej zrozumieć ewolucję wszechświata.

« powrót do artykułu

[Gość Astro]

 

 

Nie wystąpił łatwy do zauważenia skok sygnału. Jest on całkowicie ukryty w szumie tła

 

No bez przesady, nie było tak tragicznie. Sygnał do szumu (SNR, S/N) całkiem przyzwoity.

Polecam oryginalną pracę (szczególnie pasjonująca jest lektura nazwisk autorów – na końcu publikacji):

http://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.116.241103

[Jajcenty 314]

 

 

szczególnie pasjonująca jest lektura nazwisk autorów

Coś jest nie tak. 140 autorów i 6-stronicowa praca. A robił pewnie doktorant.

[tempik 81]

A mnie interesuje skąd wyliczono że cały show kosztował 0.9 masy słońca energii? I jaki to nośnik energii pokazał środkowy palec CD, zabrał energię i z lekkością motyla poleciał w kosmos.

[ww296 10]

Jeśli masa została zamieniona Na energię fal grawitacyjnych, a jak wiadomo każda masa generuje takie fale to powinniśmy obserwować ubytek masy każdej masy czy tak jest?

A wytworzenie tak wielkiej grawitacji w jednej chwili powinno wywołać zaburzenia praktycznie w całej galaktyce a już napewno wśród najbliższych gwiazd. Czy to nie powinno być obserwowalne również w Inny sposób?

[thikim 117]

No bez przesady, nie było tak tragicznie. Sygnał do szumu (SNR, S/N) całkiem przyzwoity.

Ja tam biegły nie jestem z angielskiego ale w artykule który linkujesz napisano: rysunek pierwszy pokazuje że amplituda sygnału jest mniejsza niż szumy detektora.

Co nie jest specjalnym problemem jeśli sygnał jest charakterystyczny w jakiejś dziedzinie.

Edytowane 17 czerwca 2016 przez thikim

[Gość Astro]

jak wiadomo każda masa generuje takie fale to powinniśmy obserwować ubytek masy każdej masy

 

Powtórzę się, ale źródłem fal grawitacyjnych jest przyspieszenie (czyli i "zwolnienie" jak i "skręcenie" w swoim ruchu ) masy. Ten ubytek jest niezwykle trudno mierzalny. Trzeba właśnie tak spektakularnych "fajerwerków" byśmy mogli to zmierzyć.

 

Czy to nie powinno być obserwowalne również w Inny sposób?

 

Poniżej dobry i przystępny przegląd tego co było, co jest i co możemy zrobić w niedalekiej przyszłości:

https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational-wave_observatory

Polecam też polską wersję, choć trochę brakuje "przyszłych" i potencjalnych rozwiązań:

https://pl.wikipedia.org/wiki/Detektor_fal_grawitacyjnych

 

rysunek pierwszy pokazuje że amplituda sygnału jest mniejsza niż szumy detektora

 

Mylisz tylko fakt, że na kolorowo nie są przedstawione "szumy detektora", tylko sygnał.

Polecam uwadze trzeci wiersz na rysunku pierwszym.

 

Edycja: dobra Thikim, trochę poważniej. By powiedzieć co jest szumem, a co "sygnałem wow" ( ) trzeba mieć jakiś model szumu detektora. S/N na poziomie 2 statystycznie niewiele znaczy (choć jednak CHWILĘ to trwa – szkoda, że nie przedstawili trochę dłuższego przedziału czasu, zauważyłbyś trend), ale ta ciekawa igiełka w momencie 0.0 znaczy właśnie WIELE.

Edytowane 17 czerwca 2016 przez Astro

[ww296 10]

Chodziło mi o inny sposób obserwacji. Obserwacje efektów tak wielkiej "erupcji" np w postaci zakrzywienia promieni świetlnych lub wręcz zmiany pozycji np innych gwiazd znajdujących się blisko tego zjawiska.

[Gość Astro]

Tam właśnie było o innych potencjalnych metodach detekcji, jak obserwacje CMB czy pulsarów.

 

 

 

np w postaci zakrzywienia promieni świetlnych lub wręcz zmiany pozycji np innych gwiazd znajdujących się blisko tego zjawiska

 

To dobre na scenariusz katastroficznego filmu SF "Gravitational Wave Is Coming".

[thikim 117]

Mylisz tylko fakt, że na kolorowo nie są przedstawione "szumy detektora", tylko sygnał

Hmm, nie patrzyłem na rysunek więc nie moge się mylić w tym co przedstawia. Tłumaczyłem zdanie. Mogę się mylić w tłumaczeniu jeśli się upierasz...

 

Figure1 illustrates that the amplitude of the signal is less than the level of the detector noise

Edytowane 17 czerwca 2016 przez thikim

[Gość Astro]

Śmiem twierdzić, że zmienny sygnał cechuje się nie tylko amplitudą, ale i częstotliwością (oczywiście obie mogą być zmienne ).

 

amplitude of the signal

 

jest pewnym skrótem myślowym, a autorowi nie chodzi o sygnał detektora (o czym pisałem), a o (PRZEWIDYWANY ) sygnał zjawiska. Jeśli amplituda tego ostatniego byłaby jedynym czynnikiem zawsze mniejszym od amplitudy szumu, to chyba nie trzeba być geniuszem by przewidzieć, że zawsze S/N < 1, a tak nie jest.

 

Edycja:

 

 

140 autorów

Raczej ponad 900.

Edytowane 17 czerwca 2016 przez Astro

[tempik 81]

 

 

Jeśli masa została zamieniona Na energię fal grawitacyjnych, a jak wiadomo każda masa generuje takie fale to powinniśmy obserwować ubytek masy każdej masy czy tak jest?

 

nie kupuje tego.

wd tej teori wystarczy poszarpać protonem(przyspieszać i zwalniać)  w akceleratorze i wyparuje(jego masa)? będzie coraz lżejszy bo bedzie przyspieszał?  i coraz łatwiej będzie go popychać coraz szybciej?, gdzie prawo zachowania energii? energię powinien przenieść jakiś foton, ale jak on miałby wymknąć się z CD?

a jak już przyjmujecie, że sama fala przenosi tą energię bez pośrednictwa fotonów(telepatycznie) to jak widać fala ta jest tłumiona przez przestrzeń i do nas dolatuje malutka, zatem co sie dzieje z jej(na początku niebagatelną 0,9masy słońca) energią? tez chyba jest rozproszona? chyba powinno być to widać i to dużo wyraźniej niż wybuch supernowej...

[thikim 117]

A czy ładunek elektronu maleje gdy się on porusza? Albo nawet przyspiesza i zwalnia?

Żeby poruszyć elektron dostarczamy mu energii i o tę energię chodzi a nie o sam ładunek.

Podobnie z masą. Jak masą poruszymy to w zasadzie my dajemy energię fali grawitacyjnej. Nie masa. My tracimy energię, nie ciało.

Edytowane 17 czerwca 2016 przez thikim

[tempik 81]

 

 

Jak masą poruszymy to w zasadzie my dajemy energię fali grawitacyjnej. Nie masa. My tracimy energię, nie ciało

ok, czyli najzwyklejsza energia mechaniczna, tylko , że tu jest jakaś magia ze znikającą masą/energią dlatego mnie to zaciekawiło... jeśli CD schudła to ta masa/energia musiała by z niej uciec jakoś. no i jeszcze dziwi brak namacalnych śladów przejścia takiej fali.taka fala to jakby fala stojąca typu tsunami, z tą różnicą że przyspieszająca materię do prędkości światła? i bez żadnej siły bezwładności z jej strony? o ile na ziemi(mld lat dalej) szarpnięcie nami o grubość protonu nie zwala z nóg, to w promieniu kilkudziesięciu lat od CD efekt powinien być bardzo widowiskowy, nawet dla ślepego

[thikim 117]

Hmm. Jak sobie zdać sprawę z odległości to moim zdaniem to szarpnięcie nami bardziej zwala z nóg.

Co do CD. Jest taki dziw zwany energią potencjalną.

Ciekawa sprawa z tym dziwem. Niby go nie ma, a jest.

W tym wypadku dwa ciała przyciągające się zmieniają swoją energię potencjalną w kinetyczną - tą jakoś łatwiej zauważyć.

I w tej energii kinetycznej upatrywałbym źródła zasilania.

 

 

taka fala to jakby fala stojąca typu tsunami, z tą różnicą że przyspieszająca materię do prędkości światła?

Jaką materię?

BTW. Fala oddalając się od źródła ma coraz mniejszą energię. Czy ktoś zastanawiał się czy tak można w nieskończoność?

Moim zdaniem (o czym już pisałem) możliwych do wykrycia sygnałów fal grawitacyjnych jest masa. Jeśli zbudujemy dużo lepsze urządzenia - te w kosmosie - to zobaczymy naprawdę dużo sygnałów. Wtedy będzie można oszacować naprawdę ile i jakich jest CD w uniwersum.

I ponownie - moim zdaniem jest ich dużo więcej niż wszelkie obecne obserwacje wskazują.

Edytowane 17 czerwca 2016 przez thikim

[tempik 81]

 

 

Co do CD. Jest taki dziw zwany energią potencjalną. Ciekawa sprawa z tym dziwem. Niby go nie ma, a jest. W tym wypadku dwa ciała przyciągające się zmieniają swoją energię potencjalną w kinetyczną - tą jakoś łatwiej zauważyć. I w tej energii kinetycznej upatrywałbym źródła zasilania.

 

dlatego mówiłem o energii mechanicznej(kinetyczna+potencjalna) i tutaj zgoda, ale ciągle nie wiem kto ukradł i w jakiej formie 0,9 masy słońca .

 

 

 

Moim zdaniem (o czym już pisałem) możliwych do wykrycia sygnałów fal grawitacyjnych jest masa. Jeśli zbudujemy dużo lepsze urządzenia - te w kosmosie - to zobaczymy naprawdę dużo sygnałów. Wtedy będzie można oszacować naprawdę ile i jakich jest CD w uniwersum.

 

 

z analizą sygnałów aż tak łatwo chyba nie jest/nie będzie.... jak do kałuży wrzucisz 1 kamyk to sprawa jest prosta żeby na podstawie fali zlokalizować miejsce upadku i wielkość kamyka. jak rzucisz garścią kamyków to trzeba już jakiś superkomputer(a i to chyba nie da rady) bo fale wejdą w interakcje ze sobą zaczną się tłumić,wzmacniać itd.

[thikim 117]

Z ciekawostek odnośnie spotkania CD (ale zdaje się tych wcześniejszych z pierwszego odkrycia).

Przez chwilę po zlaniu horyzont CD pulsował, co ma odzwierciedlenie w charakterystyce CD.

No i można też sobie wyobrazić jakie to było szczęście. Zlały się w tym pierwszym spotkaniu dwie CD o sporych i porównywalnych masach.

CD

 

Edytowane 21 sierpnia 2018 przez thikim