Me interesaban mucho los detectores de ondas gravitacionales y cómo funcionan exactamente. Por lo que sé, instalan dos láseres con espejos que se anulan mutuamente. Entonces, si se detecta movimiento por los cambios de las ondas gravitacionales, la luz del láser puede pasar.
Entonces, ¿no pueden afectar las vibraciones de la tierra o algún otro medio de energía, como los cambios en la presión atmosférica, el movimiento de las placas terrestres, etc.?
Resumen Sí que pueden. Los falsos positivos derivados de las fuentes acústicas que nombras quedan descartados por el análisis sismológico y el examen de la correlación entre las distintas estaciones de detección de ondas gravitacionales.
Obviamente, los detectores LIGO son probablemente los micrófonos más sensibles jamás construidos. Entonces, ¿cómo sabemos que están detectando ondas gravitacionales?
Parte de la respuesta es una ingeniería de aislamiento de vibraciones exquisitamente sofisticada. En el documento de diseño del telescopio Einstein se explica el tipo de problemas que plantea esta vibración:
en el capítulo 4 "Sistemas de suspensión" y en el apéndice C.
Sin embargo, es imposible librarse de todos los efectos de las vibraciones.
Así que una parte importante del diseño experimental es el hecho de que hay dos Estaciones del detector LIGO casi tan separadas como se puede hacer en Estados Unidos: una en Luisiana, en el sureste, y otra en el estado de Washington, en el noroeste.
Por lo tanto, buscamos señales que estén presentes en ambos interferómetros a la vez. Si aceptamos la conclusión relativista de que ninguna señal puede viajar más rápido que $c$ Entonces, ningún efecto sobre o cerca del suelo (minería, tráfico en las carreteras y todo el estrépito humano que producimos como especie) que influya en un interferómetro puede influir en el otro en el tiempo que se tarda en obtener una lectura, porque esas influencias viajan mucho, mucho más despacio que la velocidad de la luz.
Esta "prueba de correlación" descarta la mayoría de los falsos positivos debidos a efectos distintos de las ondas gravitacionales. Por tanto, sólo hay dos fuentes posibles de señales correlacionadas que surjan en ambas estaciones del detector con un retraso inferior a 100 milisegundos: (1) señales acústicas procedentes de una fuente común en el interior de la Tierra en el plano bisectriz a medio camino entre las dos estaciones o (2) del espacio exterior.
Una sismometría cuidadosa y minuciosa controla continuamente todas las ondas sísmicas que llegan a las estaciones detectoras. Esto es suficiente para descartar falsos positivos de origen (1) fuera.
Por tanto, la única otra fuente posible de una señal común a ambas estaciones es una perturbación procedente del espacio exterior. Cuando observamos una señal de este tipo ausente en los sismómetros, sabemos que se trata de algo que modula simultáneamente las longitudes de trayectoria de los interferómetros (o lo suficientemente cerca como para descartar todos los demás efectos terrestres) y que procede del espacio exterior.
No se conocen otros efectos naturales que puedan explicar fácilmente estas detecciones correlacionadas.
Además, el espectacular evento de ondas gravitacionales GW170817 fue la observación simultánea de un evento de ondas gravitacionales por ambos los detectores LIGO en Estados Unidos y el detector Virgo en Italia así como una observación de un estallido de rayos gamma en 1,7 segundos por el telescopio Fermi. Dado que las explosiones de rayos gamma son detectadas por Fermi aproximadamente una vez cada pocos días y se observa que llegan como un proceso de Poisson ( es decir tienen la misma probabilidad de llegar en todo momento y la estadística condicionada a cualquier suceso es exactamente la misma que la estadística no condicionada), la probabilidad de que se produzca un estallido de rayos gamma en los 1,7 segundos siguientes a la detección de la onda gravitacional por pura coincidencia es del orden de $10^{-5}$ . Así pues, GW170817 fue una corroboración espectacular de la hipótesis de que nuestros detectores de ondas gravitacionales detectan efectivamente ondas gravitacionales. Es casi seguro que los rayos gamma y lo que fuera que "sacudió" los detectores LIGO y Virgo en GW170817 era la misma fuente.
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