Bastante sencillo. Sólo pensé que sería demasiado duro para producir una onda en espacio-tiempo varias veces más pequeño que un radio de protones de un acelerador de partículas o algo. Parece que lo debe estar pasando todo el tiempo.
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En 1973, Grishchuk y Sazhin propuesto en su artículo, "la Emisión de ondas gravitacionales por una cavidad electromagnética", un método por el cual se generan las ondas gravitacionales de los experimentos, utilizando el argumento de que, mientras la generación sería muy débil, sería también no sufrirá de la decadencia en $r^{-2}$.
La idea fue generar un rápido cuadrupolo cambio de momento en los electrones de un metal de la cavidad mediante la aplicación de muy alta frecuencia EM radiaciones. El promedio del flujo de energía fue encontrado para ser de la orden de $G c^{-3} R^{-2} \lambda^2 r_0^2 \varepsilon^2$, $\lambda$ la frecuencia de la radiación gravitatoria, $r_0$ la característica de la dimensión de la cavidad, y $\varepsilon$ la densidad de la energía de la onda EM.
A partir de la aparición de $G c^{-3}$, se puede decir que va a ser bastante pequeña. No sé si esta idea siempre fue discutido de nuevo (este trabajo fue casi nunca se hace referencia), o si sería más plausible hoy en día, pero sin duda es un lugar complejo de instalación para muy pocos resultados.
Guest20
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8
Si bien es cierto que LIGO es increíblemente sensible, de tal manera que se puede medir ondas en el espacio-tiempo hasta un par de $1000$ veces más pequeñas que el ancho de un protón, es igualmente importante considerar, por ejemplo, GW150914 evento, poniendo de manifiesto algunos otros factores que intervienen en la producción y detección de las ondas gravitatorias:
La longitud de la LIGO de armas del es $4 km$ cada físicamente, y $1120 km$ casi – ver fuente oficial y de Fabry–Perot interferómetro.
La pareja de agujeros negros en este evento fue pensado para ser de masas entre el $30M_{\odot}$ $35M_{\odot}$ cada uno, en órbita lo suficientemente cerca el uno del otro, en torno a $0.3c$ $0.6c$(donde $c = 3 \times 10^{8}ms^{-1}$), resultando en una fusión en $0.2$ segundos. La fusión irradiada de la masa-energía de alrededor de $3M_{\odot}$ como ondas gravitacionales.
Los agujeros negros par se estimó a una distancia de alrededor de $1.4\pm0.6$ miles de millones de años luz de la tierra (nota adicional: el radio del Universo Observable es de $46$mil millones de años luz). Así que en las escalas cosmológicas, que la distancia es casi en nuestro barrio.
Cuando estos agujeros negros se fusionaron, se emite el pico de energía de alrededor de $3.6\times10^{49} Watts$ (aprox. $5.3\times10^{47} Joules$). Wiki dice que es más que la suma de la potencia de la luz de todas las estrellas en el universo observable. Sólo para añadir un poco de perspectiva, el más poderoso acelerador de partículas LHC ha tenido una potencia máxima de $13TeV$, es decir,$2\times10^{-6} Joules$.
A pesar de los números arriba mencionados de masas de los objetos, su velocidad y la energía emitida por su colisión ser tan abrumadoramente enorme, además de que el agujero negro de la fusión evento se lleve a cabo casi en nuestro barrio, la caries ondas que llegó a la Tierra apenas tuvo la fuerza suficiente para ser detectado por LIGO a una frecuencia de $35 Hz$ $250 Hz$y crear la distorsión medibles en la escala de una milésima parte de un ancho de un protón!
Por lo tanto, con estos factores en mente, uno puede imaginar la posibilidad de crear un laboratorio que podría dar cabida a esas masas, digamos acelerar a velocidades relativistas y provocar una colisión entre ellos, y, sin embargo, llevar todo esto a cabo en un ambiente controlado para ser capaz de soportar una oportunidad de producir y detectar ondas gravitacionales.
schmidty
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703
Respuesta corta
Puede, pero para que sean detectables, usted necesita una gran cantidad de masa, y usted no puede (realista) compensación por esto cada vez más cerca.
Respuesta larga
En el caso de dos órbita masas (por ejemplo, un sistema binario o un par de protones), la medida de la cantidad de la amplitud de la tensión de la emisión de las ondas gravitacionales como las escalas de:
$$|h|\propto \frac{v^2M}{R}$$
donde $M$ es la masa del sistema, $R$ es la distancia entre el detector y la fuente, y $v$ es la velocidad orbital. Tenga en cuenta que este no es un inverso del cuadrado de la dependencia en $R$, lo que la distancia no importa tanto como para EM telescopios, que miden el flujo de energía a través de un sensor de imagen, proporcional a $R^{-2}$.
Dado que la GW150914 evento fue cerca del umbral de detectabilidad, con $|h| \approx 10^{-21}$, podemos saber más o menos cómo la amplitud de la escalabilidad que si vamos a realizar un experimento con un par de protones acelerados observado, por ejemplo, $1\,\mathrm{m}$.
$$\frac{M_\text{proton}}{M_\text{GW150914}} \approx \frac{1.7\times10^{-27}\,\mathrm{kg}}{3\times10^{31}\,\mathrm{kg}} \approx 2.8\times10^{-58}$$
$$\frac{R_{GW150914}}{1\,\mathrm{m}} \approx \frac{1.4\times10^{25}\,\mathrm{m}}{1\,\mathrm{m}} \approx 1.4\times10^{25}$$
Así que ya tenemos que superar una caída en la amplitud de un factor de $3.9\times10^{33}$. Incluso con el LHC, donde $v>0.9c$, no hay manera de que usted puede recuperar 33 órdenes de magnitud! Además, ten en cuenta que sólo se puede observar ondas en el campo lejano límite de $R \gg r$ (donde $r$ es el radio orbital).
Hay una discusión de esto en los Fundamentos de la Interferometría Detectores de Ondas Gravitacionales.
Danijel
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499
Simplemente porque la gravedad es demasiado débil.
Necesita literalmente astronómica cantidad de materia para producir campos gravitacionales significativos. Y para producir radiación gravitacional significativa, "requisitos del sistema" son aún mayores: necesita la astronómica cantidad de materia moviéndose violentamente.
FerranB
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9532
Te falta una cosa muy importante. El espacio-tiempo ya está distorsionado en la Tierra, mucho más que las olas hemos estado detectando y las distorsiones del espacio-tiempo no son la única cosa que la LIGO detectores de recoger. Los detectores son extremadamente sensibles, pero para ser útil, debe ser capaz de decir la diferencia entre una onda gravitacional y un camión que pasa por el.
Una solución a esto es que hay dos separados LIGO observatorios. Cuando una distorsión aparece en uno pero no el otro, sabemos que es de una fuente ambiental, como el ruido térmico, vibraciones del suelo, posiblemente incluso el desplazamiento de la Tierra propia gravedad (no estoy seguro de si los cambios son lo suficientemente grandes como para ser detectados por la LIGO). Así que para detectar una onda gravitacional, el "frente de onda" debe ser lo suficientemente grande como para afectar a ambos observatorios en determinados intervalos de tiempo (relacionados con la fuente). Ciertamente no tienen la energía o el equipo para producir una onda gravitacional masiva suficiente para ello.
Podría LIGO detectar a un hombre de ondas gravitacionales? Posiblemente - como usted ha dicho, que es muy sensible. Podría aislar del ruido? No, no por ahora. El Livingston observatorio es en realidad dentro de un bosque, y se puede oír la caída de árboles; es decir, es lo suficientemente sensible para detectar la micro-sísmica vibraciones del árbol de golpear el suelo, así como el registro de los camiones que llevan los registros. Estoy bastante seguro de que no hay un lugar en la Tierra donde se podría poner una similar observatorio sin tener ambiental de ruido muy por encima de lo que se espera de el hombre de las ondas gravitacionales, y en estas escalas, la diferencia en la velocidad de propagación de las ondas gravitacionales y el acompañamiento de las ondas sísmicas de la fuente puede ser menos de nuestra capacidad para detectar de ellos - por no hablar de que incluso con sólo un observatorio, usted todavía necesita un frente de onda que se ve "plana" para el detector de sí mismo, con sus 4kmx4km dimensiones; eso es un poco de un problema dado que la propagación de las ondas en tres dimensiones.
