Comments 33
Эту статью написал ChatGPT?
Никогда не понимал - если гравитационная волна деформрует "ткань пространства-времени", то почему вместе с тканью не деформируется также и лазерный луч? Он существует где-то вне "ткани пространства времени"? А если свет деформируется сместе с "тканью" и всеми окружающими предметами, то как он позволяет заметить деформацию?
Лазерный луч - это не стационарный объект. Лазер постоянно излучает новые фотоны, приемник - поглощает. Когда проходит гравитационная волна - изменяются расстояния, проходимые этими вновь излученными фотонами, а их длина волны остается той же.
Если применить ваше объяснение к, например, акустическим волнам - они тоже не должны деформироваться вместе с материей? То есть, если представить длиннющий рельс, по торцу которого бьёт молот, акустическая волна в нём также будет достигать противоположного торца за разное время и в иной фазе в случае прохождения гравитационной волны?
Если ваш рельс магически удлиннился или укоротился без изменения акустических свойств, то звук от следующего удара молотом дойдет до противоположного торца за другое время и в другой фазе.
То есть, акустические свойства материи меняются при прохождении гравитационной волны, а оптические нет - я правильно понял ваш ответ? Не понял только почему.
Гравитационные волны влияют ровно на одну вещь - на расстояния. Грубо говоря, раньше между источником и приемником был 1 метр, пришел пик волны, стал 1.1 метр. Следующему фотону придется лететь дольше. (а тот фотон, который там в это время уже летел и оттого деформировался вместе с этим расстоянием, нас вообще не интересует)
Только в реальности волны, конечно, слабже, поэтому вместо того чтобы стоять с секундомером и замерять напрямую время, приходится измерять разность фаз отраженного света.
Вообще, про теоретическую основу этого всего есть хорошая лекция https://www.youtube.com/watch?v=CZoeBmrtJO0
Вы все верно пишете. Добавлю только, что это все работает в приближении очень большой длины волны для грав. волны. Условно говоря, чтобы за то время, пока фотон находится в плече, ГВ не сильно меняла расстояние. В противном случае будет возникать ситуация, когда каждый фотон попадает под действие изменяющейся ГВ. И в общем случае это надо учитывать.
Гравитационные волны влияют ровно на одну вещь - на расстояния.
А как же тогда "ткань пространства-времени"? Ведь пространство и время неразрывны в пространственно-временном континууме, и следовательно гравитационные волны должны изменять не только интервалы расстояния, но и одновременно интервалы времени в тех же пропорциях и длину волны вместе с ними.
В приближении линейной гравитации всегда существует система координат, в которой гравитационная волна поляризована строго в двух пространственных измерениях. Когда в одном направлении она расстояния вытягивает, в другом сжимает, и наоборот. Распространяется она при этом в перпендикулярном им третьем пространственном направлении. Если интересно, гуглите про поперечную калибровку / transverse-traceless gauge.
Вообще, деформации пространства-времени влияют так же и на свет, чему есть масса подтверждений. Например, эффект гравитационной линзы вблизи чёрных дыр - деформируется ПВ и луч света искривляется вместе с ПВ. Поэтому не понятно почему в детекторе он не деформируется вместе с ПВ.
Он деформируется. Но растягивается только та часть луча, которая находилась внутри интерферометра в момент прохождения волны. Эта часть со скоростью света вылетает к детекторам и заменяется новой, уже не растянутой. Я подробно писал, как это происходит, в отдельной статье. В целом же ГВ действует на свет иначе, чем на расстояние между зеркалами. Ну и правильно там пишут ниже: детекторы работают как часы, а не как линейка, поэтому искривление света не имеет значения.
Скорее так - гравитация искривляет кратчайший путь света, а не фотоны сами по себе.
На Хабре было много замечательных статей на тему гравитационных волн, в которых в том числе поднимался и этот вопрос. Если кратко:
Детектор — не линейка, а часы
https://habr.com/ru/post/426785/
https://habr.com/ru/post/407499/
Выходит, что не деформируется. Возможно потому, что фотон это переносчик взаимодействия, а не вещество.
Аналогичный эффект проявляется в космологическом красном смещении - длина волны фотона становится короче, пока он летит в расширяющейся вселенной.
Как известно, вращающийся вокруг ядра заряд(электрон) не излучает ЭМ волны. А вращающаяся масса излучает гравитационные. Первое, видимо, объясняется квантовыми эффектами микромира. Вопрос, а если вращать макро-заряд или макро-магнит - они будут излучать ЭМ-волны по аналогии с вращающейся массой?
Вращающийся электрон не излучает, потому что он не вращается. С точки зрения квантовой физики, он стационарен (и вообще там нет частицы, а только волна -- т.е. электрон "размазан" по орбите). А если электрон летит в свободном полете с ускорением - он будет излучать. Соответственно, магнит на орбите будет излучать.
В целом, процесс излучения электромагнитных и гравитационных волн описывается одинаково. С той разницей, что для излучения гравитационных нужно переменное ускорение.
Да, спасибо. Последнюю фразу не понял. А в чём разница? Движение по орбите это всегда движение с переменным (по направлению) ускорением. Стало быть для магнита и массы разницы нет?
Интересная гифка. Это из какого-то материала по визуализации движения заряженных частиц?
Это из ооочень старого материала с курса Калтеха по грав волнам.
Странная анимация, что именно она иллюстрирует? Если это силовые линии электростатического поля точечного заряда в лабораторной системе отсчёта, почему после ускорения/рывка они остаются прямолинейными? (Хотя понаблюдал за конкретной точкой, может так и есть, после начала движения заряда градиент медленно поворачивается за зарядом с запозданием).
Если это силовые линии гравитационного поля, при движении по окружности возникали бы аналогичные искажения, градиент которых можно было бы уловить, но вроде как грав. волны рождаются только рывком массы, поэтому наверное иллюстрация всё-таки к электростатике.
UPD: увидел комментарий выше, таки это электрический заряд. Всё равно вопрос к форме поля, надо обдумать.
Хе-хе: http://www.tapir.caltech.edu/~teviet/Waves/emfield.html
(This diagram assumes a charge moving at 0.5 times the speed of light, and includes a slight horizontal "squeezing" of the field lines due to relativistic length contraction. However, this squeezing is not essential to any of the subsequent discussion of electromagnetic radiation.)
Ну да, логично, искажения-то есть, но они очень малы даже для скорости заряда c/2.
Увеличится ли точность или появится ли возможность определять направление распространения гравитационных волн, если добавить еще один тоннель, перпендикулярный двум другим, т.е. вглубь или вверх? Либо хотя бы еще два тоннеля в противоположные стороны?
Нет, хотя и с оговорками. Направление прихода волны определяется по задержке прихода волны в разные гравитационные обсерватории.
Дополнительные тоннели помогут уточнить поляризацию гравитационной волны. А так она поперечная, то знание поляризации даëт некоторую информацию от направлении еë прихода.
Отчего же, увеличится. Больше интерферометров - больше сигнала. Будет расти линейно. Для плеча вглубь земли, увеличится сигнал со всего неба (кроме как прямо над детектором).
Собственно, Einstein Telescope, например, будет иметь как раз несколько туннелей сразу.
Честно говоря, не очень понятно, чем помогает пентагональный. Чем меньше плечо, тем меньше сигнал. Плюс, тем более высокие частоты придется детектировать (где вроде как астрофизических сигналов нет).
есть одна проблема, которую никто не учитывает - это влияние гравитации самой Земли. И эксперименты надо проводить на достаточно отдалении от Земли и Луны. Это даст немного другие данные и может наконец люди начнут думать.
Известен ли точно источник, обнаруженных гравитационных волн? Ведь расстояние до предполагаемых источников миллионы световых лет и возможно эта рябь пространства - дрожание вселенной?
Действительно, непонятно: как можно быть уверенным в фиксации гв ну, например, от двойных звёзд, если расстояние до них миллионы световых лет?
Гравитационные волны — кто они и с чем их едят?