Chris respuesta proporciona una excelente explicación de por qué las ondas gravitacionales son útiles para detectar en general. Aquí está mi toma (como alguien que trabaja en la teoría de los agujeros negros) sobre lo que es particularmente interesante acerca de la señal que se anunció ayer. Muchos de mis ideas son tomadas de la oficial de la NSF conferencia de prensa y de coloquios en mi institución.
El Evento En Sí
Análisis numérico de la onda gravitacional caso de que se midió el 14 de septiembre de 2015, ha revelado una gran cantidad de información acerca de la naturaleza del evento que se llevó a cabo.
La siguiente es una figura de la LIGO informe en el que se muestra la onda gravitacional de la señal:
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(fuente)
La línea roja en cada gráfico es la onda gravitacional de la señal se mide desde el observatorio en Hanford, Washington. La línea azul es la onda gravitacional de la señal se mide desde el observatorio en Livingston, Luisiana. La parte superior izquierda del gráfico muestra la Hanford señal solo, en la parte superior derecha gráfico muestra el Livingston señal superpuesta con la Hanford señal (mira qué bien son coincidentes, demostrando que este no era un local de la fuente de ruido, sino más bien una señal de que se generan a partir de algunas de las distancias cósmicas).
El gráfico de la izquierda en la segunda fila es de lo más interesante. La línea gris muestra esencialmente la señal, sin tanto ruido como sea posible (el equipo es tan sensible que todo tipo de cosas pueden causar una ligera vibración en la forma de onda). La línea roja representa la forma de onda que se prevé por las técnicas de numérico de la relatividad general para un sistema de dos agujeros negros en espiral dentro de cada uno de los otros. No es ninguna coincidencia que el observado de forma de onda (color gris claro) y predijo de forma de onda (rojo) se superponen tan bien.
Hay, por supuesto, una gran cantidad de análisis que se va a comprobar la significación estadística de estos datos. Los científicos LIGO han encontrado que dentro de un margen estadísticamente significativo, esta forma de onda fue probablemente producido por un sistema binario de dos agujeros negros, cada uno de aproximadamente treinta veces más masiva que el tamaño del sol.
Ahora, para los detalles en cuanto a lo que es interesante acerca de este evento.
Los Agujeros Negros En General
Antes de ayer, no había evidencia directa para demostrar que los agujeros negros que existían. Estábamos muy seguros de la existencia de los agujeros negros, pero sólo a través de mediciones indirectas. Esta es la primera vez que la medición directa de un agujero negro-los objetos en cuestión son una masa suficientemente grande y lo suficientemente compacto que casi seguramente debe ser agujeros negros. Lo que es más, los datos se ajusta perfectamente a nuestro general relativista predicciones en cuanto a qué tipo de radiación será lanzado por un agujero negro de la fusión. Esta es la gran noticia-los físicos nunca había completar la evidencia de que los agujeros negros existían antes de ayer, aunque el público pueda dar por sentado. Los agujeros negros existen, y funcionan de la manera que pensaba. Eso es increíble!
Tipos de Agujeros Negros
Desde una perspectiva de astrofísica, esto es muy interesante, debido a que ambas inspiraling agujeros negros fueron alrededor de 30 veces más masiva que el sol (en lo sucesivo referido como "30 masas solares"). Los astrofísicos no tenía verdadera evidencia convincente de agujeros negros en este rango de masas. Se suponía que teníamos los agujeros negros en el rango de 3 a 20 masas solares, y el llamado "supermasivo" agujeros negros (que son millones, miles de millones de masas solares? Yo no soy un astrofísico, así que no te puedo decir). Esta es una fascinante de astrofísica problema-la masa de un agujero negro tiene que venir de alguna parte. ¿Qué es el proceso por el cual un agujero negro de ~30 masas solares formas? De donde toma su materia? Cómo masiva es cuando se forma por primera vez (de una estrella, tal vez?), y cuánto hace crecer después de que ya se ha convertido en un agujero negro?
Ah, y por cierto, no hemos confirmado la existencia de dos agujeros negros de masa solar ~30. Hemos confirmado la existencia de un agujero negro de 62 masas solares-el agujero negro restante después de que los dos se han fusionado. Y hablando de eso, vamos a hablar un poco acerca de que el agujero negro final.
La radiación
El colectivo de masa de los dos agujeros negros antes de la fusión era de ~65 de masas solares. La masa del agujero negro final fue ~62 de masas solares.
Lo que significa es que a las 3 masas solares, se irradia en las ondas gravitacionales como los agujeros negros combinados. No impresionado? Bueno, aquí un poco de perspectiva: de acuerdo a la NSF conferencia que dio ayer, la salida de potencia de la radiación gravitatoria durante los últimos momentos del agujero negro de la fusión era más que el poder colectivo de salida de cada estrella en el universo combinado.
Eso es un montón de energía, muy rápido. ¿Qué sucede una vez que se libera energía? Bien...
Anillo De Abajo
Este es mi favorito, pero es también lo que pasa con los que tenemos menos información. Si usted verse de nuevo en la figura I incluido anteriormente en esta respuesta, a, digamos, el segundo gráfico en la columna de la izquierda, te darás cuenta de que el patrón va como sigue:
Una ligera vibración, el aumento en la amplitud de la frecuencia, de repente oscilante muy rápidamente en una gran amplitud, y luego morir a casi nada.
Que un aumento repentino de la frecuencia se llama un "chirrido", y es lo que LIGO estaba buscando. Que chirp nos dice todo lo que necesita saber sobre el agujero negro de la fusión.
Pero, qué sucede después? El decaimiento exponencial de la señal corresponde a la resultante de agujero negro (con 62 masas solares) de establecerse en un estado estable. La cuestión de los agujeros negros de la estabilidad es muy interesante, y el proceso por el cual un agujero negro se sitúa después de algunos de los principales perturbación (por ejemplo, la fusión con otro agujero negro) es un fascinante objeto de estudio.
Básicamente, si usted choca con un agujero negro, los anillos. Cuando se perturba un agujero negro fuera de su estado estable, de crear algo que se llama quasinormal modos de descripciones matemáticas de la perturbación del equilibrio-que el decaimiento exponencial a lo largo del tiempo como el agujero negro de los enfoques de equilibrio.
La experimental de la señal no contiene mucha información sobre el anillo de abajo. No podemos recoger mucha información acerca de cómo exactamente el agujero negro se asienta en un estado estable, el proceso no genera muy fuerte de las ondas gravitacionales, por un lado, y la pasa muy rápidamente.
Pero eso está bien. En la figura podemos ver que sucede. Vemos dos agujeros negros de mezcla, la liberación de tres masas solares de radiación, y luego establecerse en un estado final estable. Que solo es increíblemente emocionante.
Ah, por cierto, un pensamiento final: este agujero negro de la fusión ocurrió alrededor de mil millones de años. Solo estamos recibiendo su señal de ahora.
