¿Cómo descubrieron que las ondas gravitacionales donde emite redshift $z=0.09$?
Entiendo que la medición del corrimiento al rojo de una onda electromagnética donde hemos medido en el laboratorio diferentes transiciones y, por tanto, podemos hacer una comparación con la longitud de onda que recibimos.
Pero, ¿cómo puede llegar a obtener el corrimiento al rojo para el emisor de las ondas gravitacionales, ya que contamos con ninguna referencia?
Como se indica en la LIGO descubrimiento de papel (pdf), el evento se coloca en $410^{+160}_{-180}\ \mathrm{Mpc}$ distancia de luminosidad, lo que equivale a un desplazamiento al rojo de $z = 0.09^{+0.03}_{-0.04}$. Esto da una idea de cómo se mide la distancia para este evento.
Si sabemos cómo intrínsecamente luminosa de un objeto (como una estrella, o una supernova), podemos comparar esto con el brillo de lo que parece y recuperar una distancia a través de la norma del inverso del cuadrado de la ley. La distancia que tenemos es, por definición, la distancia de luminosidad. Para esta detección, se aplica el mismo principio, ya que las simulaciones predicen la fuerza intrínseca de la señal.
De hecho, también se puede aprovechar la información de la frecuencia. De nuevo, hemos simulaciones numéricas de predicción de formas de onda, y la onda de la misma será desplazada hacia el rojo de la misma manera como cualquier otra de la señal que se propaga a la velocidad de la luz.
En la práctica, uno toma la forma de onda completa y un banco de simulaciones numéricas, y hace un análisis estadístico para ver qué tan bien la señal coincide con los modelos, y lo auto-consistente de la distancia/el corrimiento al rojo que se ajuste. Esto se detalla en veitch, hizo et al. 2015 Phys. Apo. D 91 042003.
Nota: hay algunos degeneración con inclinaciones. Los detectores no son antenas monopolo, pero al menos con dos de ellos, podemos ordenar de localizar la fuente en el cielo para averiguar a qué fracción de la energía absorbida. Más terco degeneración radica en la orientación de la astrofísica del sistema con respecto a nuestra línea de visión. Desde las ondas gravitacionales son (al menos) cuadrupolares en fin, un borde en el sistema cercanos va a ser difícil de distinguir de un rostro en el sistema más lejos. Esto es al menos parte de la razón de las grandes incertidumbres.
Para ser precisos, LIGO no medir el corrimiento al rojo. Como se explicó en la introducción de este documento de apoyo de la LIGO equipo, "Propiedades de los binarios de agujero negro de la fusión GW150914", las características observables conspiran tal que ninguna información directa sobre el desplazamiento hacia el rojo está disponible, como su intuición sugiere.
Sin embargo, el análisis de la señal detectada la amplitud y forma de onda, en comparación con los modelos, da la absoluta distancia de luminosidad de alrededor de 410 Mpc, o 1,34 mil millones de años luz.
Para obtener un redshift, un determinado modelo cosmológico debe ser asumido. LIGO utiliza la última y más grande de Planck experimento: un televisor de $\Lambda CDM$ universo con la constante de Hubble $H_0 = 67.9$ km/s/Mpc ($H_0^{-1}c=4415$ Mpc) y la densidad de la materia del parámetro $\Omega_m=0.306$.
Uno, ingenuamente, se calcula el desplazamiento al rojo de $410/4415=0.093$, que está muy cerca de la citada resultado debido a que el desplazamiento al rojo es pequeño. Un cálculo preciso reduce el valor de un bit a $0.088$; véase la Figura 11 del Capítulo 3 y el texto adjunto de Syksy Rasanen notas, disponible aquí.
I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.
