Что на самом деле увидел LIGO? (Открытие гравитационных волн)

Я пытаюсь найти оригинальное видео / изображение того, что на самом деле видел LIGO, но все, что я могу найти, - это воспроизведение гравитационных волн художником.

Фактическое изображение не так много. Я смог найти это из Науки , и это все, что есть:

Это просто рябь, замеченная в несколько разное время из двух разных обсерваторий. Сдвиг идеально подходит, сдвигая его по разнице скорости света в их местах. Таково доказательство гравитационных волн.

Следует отметить, что причина, по которой существует два инструмента, заключается в перекрестной проверке других источников вибрации. Каждая обсерватория работает, обнаруживая вибрации в масштабе 4 км, вплоть до очень малого порядка (1/10 000 ширины протона). Когда эти два значения сравниваются, можно предположить, что сигнал пришел из нелокального источника, который соответствует только определению гравитационных волн.

Прежде всего, я думаю, что ваш вопрос противоречит неправильному пониманию природы обсерваторий LIGO. Природа детекторов заключается в том, что они действуют как микрофон, а не как камера. Это означает, что они чувствительны к гравитационным волнам, приходящим с большинства направлений, но не способны различить, откуда пришли волны. Используя несколько детекторов (что также необходимо для надежного обнаружения), разница во времени между детекторами может быть использована, чтобы дать некоторое представление о местонахождении источника. Это также означает, что выходные данные детекторов представляют собой единый поток данных.

Это изображение из бумаги в Physical Review Letters (не за платной стеной) является лучшим обобщением того, что услышал LIGO, чем текущий принятый ответ. Я объясню панели сверху вниз.

1. На верхних панелях показаны «необработанные» сигналы, измеренные в двух детекторах с данными H1, наложенными на данные L1 справа.
2. Второй ряд панелей показывает ряд различных симуляций того, что общая теория относительности (теория Эйнштейна) предсказывает для гравитационных волн. Эти симуляции показывают, как LIGO может утверждать, что они знают, что волна была вызвана двумя сливающимися черными дырами.
3. Третий ряд панелей - это «необработанные» данные за вычетом моделирования.
4. Нижние панели - это просто еще один способ построения «сырых» данных, называемых частотно-временным графиком. Время на оси х, а частота на оси у. Для человека с поля этот сигнал является наиболее узнаваемой характеристикой слияния, известной как щебетание. Поскольку время движется вперед, частота смещается выше. Вы действительно можете послушать «сырой» щебет здесь .

ЛИГО ничего не «видел». Он контролирует относительную длину путей, проходящих двумя лазерными лучами в вакуумных трубах длиной около 4 км (хотя путь прохождения лазера состоит из примерно 75 переходов вверх и вниз по плечам) и под прямым углом друг к другу.

$10^{21}$

Все событие длилось около 0,3 секунды, и след (который был во всех новостях) просто записывает долю, на которую длина рук изменяется в зависимости от времени.

Событие было (почти) одновременно записано двумя практически идентичными сетами в разных частях США. Обнаружение одного и того же сигнала в обоих детекторах исключает локальную причину возмущения, а небольшая задержка по времени между обнаружениями позволяет грубо определить местоположение источника гравитационных волн на небе.

Согласно учебному пособию GW150914 , детекторы Advanced LIGO L1 и H1 первоначально видели:

Вы можете скачать необработанные данные из этого урока.

Другие ответы показывают уже обработанные (отбеленные, отфильтрованные, сдвинутые на 7 мс, инвертированные) осциллограммы.

Фактическим механизмом измерения, который использовал LIGO, является лазерная интерферометрия, поэтому одной разумной интерпретацией того, что LIGO «видел», была бы интерференционная картина, вызванная гравитационными волнами, которая «выглядела бы» примерно так:

К сожалению, я не смог найти изображение реальных лазерных помех, о которых упоминал LIGO; это, вероятно, слишком мало для фотографии в любом случае.

Все остальные графики, которые люди связывают, - это просто графики данных интерференционной картины. Показ графика данных LIGO в качестве ответа на этот вопрос подобен отображению гистограммы изображения в качестве ответа на вопрос: «Что видит космический телескоп Хаббла?»

Я не знаю, интересно ли вам это, но вот ссылка на статью об этих наблюдениях, которая была опубликована:

http://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.116.061102

Однажды ответ выше довольно прост! В документе говорится (вкратце), что LIGO наблюдал переходный сигнал гравитационной волны, и эти наблюдения совпадают с предсказаниями формы волны, полученными из Общей теории относительности для системы, включающей две черные дыры.