Спросите Итана №74: гравитационные волны

https://medium.com/starts-with-a-bang/ask-ethan-74-gravitational-waves-c21e701f9bde#.eoayrvloc
  • Перевод

Свет и звук – это известные нам волны. Но волны бывают и гравитационными.


Следовательно, пространству самому по себе и времени самому по себе суждено исчезнуть в тенях, и только лишь объединение их двоих сохранится в роли независимой реальности.
— Герман Минковский


Когда Эйнштейн предложил свою общую теорию относительности, она не просто потрясла основы физики, но и полностью разрушила их, чтобы построить новые. Вместо материи, существующей в точках пространства и моментах времени, она предположила, что у пространства и времени есть свои собственные измерения в четырёхмерной структуре пространства-времени, и эта структура меняется из-за присутствия и взаимодействия всей находящейся в ней материи и энергии. Её истинность подтверждается несколькими её успешными и удивительными предсказаниями, от гравитационного красного смещения, до изгибания звёздного света из-за присутствия материи.



Выбранный сегодня из присланных вами вопрос стал самым коротким за всю историю наших статей, и принадлежит Адаму Рабангу, который спрашивает:
Дорогой Итан,
Что, чёрт возьми, такое гравитационные волны?
Спасибо,
Адам.


Начнём с обсуждения другого типа волн, с которым вы можете быть знакомы: водных волн.



Начать можно с идеально спокойной и плоской воды. Поверхность воды остаётся спокойной и нетронутой воздействием внешних сил. Что случится, если аккуратно поместить, скажем, насекомое на поверхность?



Оно слегка деформирует поверхность, поскольку гравитационное притяжение насекомого прилагает силу к поверхности, что приводит к её искривлению. Если мы сделаем что-нибудь менее нежное, например, уроним объект с большой высоты на поверхность воды – что мы увидим?

youtu.be/QQ37RLXNAgc

Мы увидим знакомую рябь, которую мы связываем с волнами на воде. Мы побеспокоили поверхность воды, и энергия распространяется наружу с определённой скоростью, в зависимости от свойств среды (воды), по которой идёт волна.

Если мы начнём рассматривать волны света, всё останется аналогичным, хотя и станет менее интуитивным.



Свет также можно представить себе как рябь, распространяющуюся в пространстве-времени. У него есть определённая энергия, зависящая от частоты/длины волны, скорость распространения, скорость света в определённой среде, и он двигается в определённом направлении, определяемом условиями, в которых он возник, а затем следует по пути, определяемом кривизной пространства-времени.



Но как создаётся свет? Как появляется реальный фотон? Один из способов – взаимодействие частиц (или античастиц) друг с другом: существует конечная вероятность того, что две любые взаимодействующие частицы произведут хотя бы один фотон.




Ещё один, более интересный способ, происходит от эффекта, которому нет аналога в классических волнах: когда заряженная частица двигается в присутствии магнитного поля.



Да, магнитное поле заставляет частицу менять направление: это действует сила Лоренца. Но когда частица двигается в магнитном поле, она также испускает излучение в виде фотонов: циклотронное излучение на низких энергиях/скоростях/полях, или синхротронное в более релятивистских условиях.

Этот тип излучения появляется не только в экспериментах на Земле, но и в природной лаборатории Вселенной – например, в джетах гигантской, самой массивной из ближайших галактик, Messier 87.



И вот мы дошли до гравитации. У электричества есть два вида зарядов – положительный и отрицательный – а у гравитации один: масса, или, точнее, энергия. В то время, как электрические поля и магнитные поля влияют на заряженные частицы, у гравитации есть лишь один тип поля: искривление пространства.

Но с гравитацией во Вселенной ситуация та же, что и с электромагнетизмом: у нас имеются гравитационно заряженные частицы, двигающиеся в гравитационных полях.



И хотя в некоторых деталях физические законы различаются, эффект получается один и тот же: излучение. В нашем случае это не электромагнитное излучение, а гравитационное! Рябь, путешествующая со скоростью света по ткани пространства-времени, переносящая энергию.



Эффект увеличивается в случае быстро ускоряющихся масс в изменяющихся гравитационных полях, например, когда нейтронная звезда объединяется с другой, или находится на малой и уменьшающейся орбите с другим телом, оставшимся от звезды.

Гравитационные волны (или гравитационное излучение) проявляют себя через эту рябь в пространстве-времени, и она приводит ко вполне определённым искривлениям в размере и направлении любой встречающейся на пути материи и/или электромагнитного излучения.

image
image

В теории эти волны можно обнаружить напрямую через интерферометр с длинной базой, и сейчас над этими поисками работают в разных проектах, включая коллаборацию LIGO. [ровно через год после написания этой статьи LIGO обнаружил гравитационные волны – прим.перев.]
Если случится чудо, запустят космическую антенну лазерных интерферометров, или LISA, которая гарантированно обнаружит этот эффект. LISA поскольку будет искать его в том диапазоне, где должно происходить большое количество событий!



У нас уже есть непрямое свидетельство существования гравитационных волн, поскольку мы наблюдаем предсказанное уменьшение орбит пульсаров, происходящее в течение многих лет – наблюдение, совпадающее с предсказанием ОТО. С другой стороны, ОТО также предсказывает, что орбиты должны угасать из-за испускания гравитационных волн. Если бы могли обнаружить их напрямую, это стало бы подтверждением одного из последних основных предсказаний одной из величайших физических теорий.



Так что такое гравитационные волны? Это новая форма излучения – гравитационное излучение – испускаемое массивными или переносящими энергию частицами, путешествующими в гравитационных полях. Если частица ускоряется или гравитационное поле меняется, интенсивность излучения увеличивается, и с течением времени оно уносит энергию со скоростью света, в результате чего орбиты угасают, а также появляется возможность обнаружения этих волн. При правильном подходе мы можем получить новый тип астрономии – гравитационная астрономия – технология для этого уже существует!

В числе разных источников гравитационных волн находится и космическая инфляция. Недавно опубликованные коллаборацией Планка результаты накладывают ограничения на возможные типы инфляции, благодаря отсутствию её влияния на поляризацию микроволнового космического излучения, и отбрасывают целый класс инфляционных моделей – моделей хаотической инфляции.

Спасибо за прекрасный вопрос, и надеюсь, что объяснение было сделано понятно для вас и для остальных. Присылайте мне ваши вопросы и предложения для следующих статей.
Поделиться публикацией
Никаких подозрительных скриптов, только релевантные баннеры. Не релевантные? Пиши на: adv@tmtm.ru с темой «Полундра»

Зачем оно вам?
Реклама
Комментарии 74
  • +2
    Так всё и не понимаю: текущие открытия грави-волн вообще хоть как-то немного проливают свет на природу гравитации и её распространение? Гравитоны?
    • +2
      В общем — да. Поскольку результаты эксперимента идеально совпадают с предсказанием ОТО — мы можем быть в большой степени уверены, что гравитация это изменение кривизны пространства-времени, и что скорость ее распространения ограничена скоростью света. Но мы не можем пока сказать ничего о квантовании гравитации.
      • +1
        Скорее нет. В существовании гравитационных волн мало кто сомневался. Тем не менее, надо было экспериментально «закрыть вопрос».Нынешние гравитационные волны лежат в области ответственности ОТО, а не квантовой гравитации. Вот если бы их не удалось обнаружить — это бы был сюрприз, подрывающий основы.

        Регистрация гравитационных волн — это скорее новые возможности для наблюдений за астрофизическими процессами в жизни звёзд и других образований, нежели исследование природы гравитации.
      • +1
        Я таки не понял — гравитацию всё-таки переносят какие-то частицы? Или это просто искривление space-time?
        • +3
          Согласно ОТО — это искривление пространства-времени, никаких частиц нет. Гравитоны — частицы — возникают при попытке объединения гравитации с квантовой физикой, где все поля квантуются. Пока попытки не увенчались успехом, и общепринятой и подтвержденной Теории Всего не существует.
          • 0
            Я так понял под выражением «гравитационно заряженные частицы» подразумеваются любые объекты обладающие массой.
            • 0
              Но при этом они не являются переносчиками гравитационного взаимодействия, как, например, фотоны — электромагнитного.
            • 0

              Подскажите, а что значит "все поля квантуются"? Что такое поле в общих чертах? Вот скажем взять ЭМ-поле и фотоны. Фотоны это кирпичик поля? Или фотоны это возмущение в ЭМ-поле, а самое поле, будучи не возмущённым, может обойтись и без фотонов? Т.е. поле это некая удобная абстракция над группой фотонов или же поле это свойство самой области пространства?

              • 0
                Фотон — это возмущение ЭМ-поля, распространяющееся со световой скоростью. Волна и одновременно частица.
                А электрон — это источник электрического (и при движении — магнитного) поля. И тоже частица и одновременно волна.

                А вот насчёт гравитации — пока вопросы. То-ли это деформация пространства, то-ли аналогичные фотону частицы.
                Пока склоняются к первому, но однозначных доказательств пока нет.
                • 0

                  Если фотон это только возмущение поля, то что такое само поле? Судя по вашему ответу источником ЭМ-поля являются ЭМ-заряженные частицы вроде электрона и протона. Т.е. если есть электрон, то есть и поле вокруг него. А сам электрон уже неделим, т.е. вот он квант, лептон-фермион… Дальше не делится. А поле вокруг него из чего состоит? Шкаф выше отписал "все поля квантуются". Это не ясно. Если поле это свойство пространства близлежащего к, скажем, электрону, то на что оно квантуется? На участки равные планковской длине?

          • +1
            Меня вот всегда больше всего интересовал вопрос, что если есть гравитационные волны, то можно ли на них воздействовать искусственно в своих целях? Я не говорю конечно об антигравитации, но например для космических перелетов, что-то на подобии мини-варп двигателей, которые как-то будут сжимать пространство на подобии гусеницы, или использовать изменения для движения, типа гравитационных маневров.
            • +1
              Боюсь вас разочаровать — но нет.
              Чисто номинально вы тоже можете произвести гравитационные волны, скажем, помахав рукой. Но произвести измеримое возмущение пространства-времени (не говоря уже о том, чтобы его как-то использовать) — вы не можете.

              Для гравитационного двигателя нужно что-то типа мини черной дыры. Ну, совсем такой маленькой, диаметром несколько метров, всего лишь в несколько сот раз тяжелее Земли. Кстати, в природе сейчас таких не делают. И этой мини черной дырой надо как-то управлять. Т.е. нужно что-то, способное дергать такую массу по нашему желанию, чтобы эта масса создавала нужное для космического корабля искривление пространства-времени. Мне вот даже в будущем трудно представить себе технологию, манипулирующую черными дырами.
              • 0
                чд может иметь заряд, т.е. «дергать» их все таки можно.
                • 0
                  Что бы дёргать массу много ума не надо, любые орбиты вокруг массивных тел, отличные от круговых, и орбитальное тело будет постоянно ускоряться и замедляться без всякого вливания энергии. Кроме того, даже при взаимодействии двух одинаковых по массе тел, существует устойчивая орбита, отличная от круговой: два пересекающихся эллипса, поэтому вполне можно создавать минигенераторы гравитационных волн из каких-нибудь астероидов и не нужно для этого, что бы они в итоге слились в экстазе, как чёрные дыры.
                  • 0
                    Круговые тоже годятся — тело движущееся вокруг другого тела по круговой орбите (на практике оба будут двигаться вокруг общего центра масс) тоже создает гравитационные волны. За счет того, что ускорение хоть и постоянное по модулю, но постоянно меняет свое направление(вектор).

                    Только очень слабые — например Меркурий вращаясь вокруг Солнца — излучает волны мощностью около 70 Вт. Луна вращаясь вокруг Земли — меньше 10 микро Вт. Астероиды закрученные по подходящей траектории тоже создадут волны, вот только устанешь нули после запятой считать в их мощности. С теоретической точки зрения они будут — но с практической можно считать что их нет: слишком слабые чтобы на что-либо повлиять.
                • 0
                  ОТО предполагает, что для изменения кривизны пространства-времени требуется огромная энергия. Даже для производства волн амплитудой в миллионные доли ядра атома (которые мы детектируем) потребовалась энергия, соответствующая трем массам Солнца. Для чего-либо более или менее повседневного размера потребуется совершенно чудовищная энергия. Поэтому в рамках ОТО ответ — нет, не получится.
                  • 0
                    Земля весит гораздо меньше одного Солнца и тем не менее искривляет пространство достаточно, чтобы держать Луну.
                    • 0
                      Так речь идет об использовании гравитационных волн — динамики, а не статического искривления.
                      • +1
                        С этим ещё хуже, т.к. надо не только иметь в распоряжении «массу Земли», но и колебать её туда-сюда с ультрарелятивистскими скоростями.
                    • +1

                      Почему нет? Чудовищная энергия (массы нескольких звезд уходящих в грав. волны) и микроскопические волны только потому, что мы их фиксировали с расстояния порядка миллиарда световых лет. Создать подобные волны (в пределах чувствительности современных детекторов) если находиться не слишком далеко от них (на той же планете, т.е. на 18-20 порядков ближе) вполне в рамках человеческих возможностей.

                      • 0
                        Нет, вы можете сами в этом убедиться — амплитуда гравитационных волн спадает линейно с расстоянием, и квадратично растет с массой (предположим, что мы создаем волны от двух сферических объектов равной массы). Тогда несложно посчитать: 400МПк это примерно 1025 метров, следовательно, чтобы амплитуда осталось хотя бы той же, масса должна быть в 1013 раз меньше тех, что были у черных дыр. Масса тех черных дыр — несколько десятков Солнечной, пусть будет 10 — это примерно 1030 кг. То бишь, чтобы создать волны той же амплитуды на Земле, вам придется двигать две массы по 1017 кг на расстоянии в пару сотен километров. А это чуть меньше массы Земной атмосферы. Сложновато будет.
                        Для справки — гравитационные волны от системы Земля-Солнце на 3-4 порядка меньше того, что LIGO может задетектировать даже в принципе.
                        • 0

                          А энергия, как положено с квадратом расстояния?


                          Насчет генератора из 2х тел — там же помимо квадратов массы этих тел в числителе еще и 5(пятая!) степень расстояния между центрами этих масс в знаменателе. В результате интенсивность грав. волн совсем не так быстро падает с уменьшением масштаба.


                          От системы Солнце-Земля, как и прочих объектов внутри солнечной системы не засечь, потому что хоть массы и велики, но вот ускорения тел маленькие, расстояния между телами очень большие(а мощность излучения обратно пропорциональна 5й степени расстояний), а частоты вообще мизерные получаются(длины волн гигантские). ЛИГО рассчитан на волны в диапазоне где-то от 1 до 1000 Гц. Не уверен что он вообще в принципе способен зафиксировать волны от систем с периодом обращения порядка от месяцев до нескольких лет( какие создают планеты на орбите вокруг Солнца).
                          А если и способен, то чувствительность будет намного порядков ниже чем к волнам создаваемым при слиянии ЧД.
                          Так что если пытаться повторить искусственно, нужно не гигантские массы(планетарных масштабов) двигать замахиваться, а на относительно малые, но с большими ускорениями и высокими частотами.

                          • 0
                            С энергией все ок.

                            5(пятая!) степень расстояния
                            — это для мощности. Для амплитуды первая, а мы детектируем именно амплитуду, так что мои оценки вроде как верны. Точнее одна ошибка есть — грав волны это «приближение» решения уравнений на большом расстоянии. На близком расстоянии там другие члены полезут, но суть та же
                            • 0
                              В каком смысле ок? Меня просто это несколько с толку сбивает — вроде энергия/мощность должна убывать обратно квадрату расстояния 1/R2. Амплитуда действительно убывает просто обратно расстоянию — 1/R. Тогда получается какая-то весьма неочевидная зависимость энергии волны от ее амплитуды.

                              Да, 5я для мощности, не уточнил.
                              Не нашел в интернете как для произвольного ускоренно движущегося тела создаваемое им изменение метрики рассчитать. Но из общей теории следует, что на небольших расстояниях оно пропорционально массе и производной ускорения по времени. А не квадрату массы — квадрат массы это для случая наблюдателя находящегося на расстоянии много больше размера системы создающей грав. волны. Так что в корректности оценки сомневаюсь…

                              Для Земли (и др. планет) по варианту задачи для 2х гравитирующих тел — несмотря на маленькие мощности излучения (70 Вт Меркурий-Солнце, 190 Вт Земля-Солнце, 5100 Вт Юпитер-Солнце) амплитуда волн получается НЕ меньше чем от зафиксированного слияния далеких массивных ЧД.
                              Точнее в случае Земли одного порядка, а Юпитер даже сильнее метрику пространства должен искажать — почти на порядок.
                              И вся проблема только в очень малой частоте этих волн (нано герцы) / большой длине (порядка светового года) — ЛИГО такое чувствовать не умеет. Если бы у него в низких частотах была такая же чувсвительность как для 10-500 Гц где ЧД ловят, он мог бы засекать грав. волны от планет солнечной системы уже прямо сейчас.

                              Правда для наблюдателя находящегося вближи излучающей системы или даже внутри нее (как в случае Юпитер-Солнце) эти формулы уже не совсем корректны, но как понимаю ошибка будет только в меньшую сторону (занижения амплитуды), т.к. внутри системы излучение еще не квадрупольное и должно проявляться сильнее, чем для внешнего (удаленного) наблюдателя.
                              • 0
                                В каком смысле ок? Меня просто это несколько с толку сбивает — вроде энергия/мощность должна убывать обратно квадрату расстояния 1/R2. Амплитуда действительно убывает просто обратно расстоянию — 1/R. Тогда получается какая-то весьма неочевидная зависимость энергии волны от ее амплитуды.

                                Хм, не вижу противоречия: энергия пропорциональна квадрату амплитуды (как и для любой волны).
                                Вот тут есть неплохие объяснения, а вообще советую книжку «Гравитация» за авторством Торна и Уиллера — она хоть и старенькая, но вот главы по грав волнам так хорошие.

                                То же совет и про произвольно движущееся тело. С одним я соглашусь (и я это написал в предыдущем ответе) — амплитуда волн отлична вблизи источника. Но все равно обе массы будут входить в «правильное» уравнение — поскольку нас интересует движение тела в искривленном пространстве времени, а искривление происходит из-за какой-то массы. Так что насколько возможно это на уровне оценки, мне кажется моя ближе к сути — нельзя на Земле создать грав волны достаточной амплитуды для детектирования.

                                Для Земли (и др. планет) по варианту задачи для 2х гравитирующих тел — несмотря на маленькие мощности излучения (70 Вт Меркурий-Солнце, 190 Вт Земля-Солнце, 5100 Вт Юпитер-Солнце) амплитуда волн получается НЕ меньше чем от зафиксированного слияния далеких массивных ЧД.

                                Амплитуда от Земля-Солнце на 4 порядка меньше того, что было от слияния ЧД, не знаю, откуда вы взяли, что они не меньше.

                                Про частоту — согласен, но я в общем и не предлагал детектировать с помощью LIGO их.
                                • 0
                                  Противоречие в том что квадрата как не получается, у меня по крайней мере. Взял формулы (из английской вики) для мощности излучения. И для амплитуды. Рассчитал мощность излучения и апмлитуду волн на разных расстояниях(заведомо больших размера источника) от одного и того же источника (плотной системы из 2х тел вращающихся вокруг общего центра масс) — тут все ОК, соотношение между амплитудой и мощностью соблюдается квадратичное.
                                  А вот для разных источников -нет и близко квадратичного соотношения. В первом приближении выглядит, что энергия (за 1 колебание) пропорциональна квадрату амплитуды и частоте. А мощность соответственно квадрату частоты на квадрат амплитуды.

                                  Хорошо посмотрю книгу как время будет.

                                  Откуда взял — просто сам рассчитал из исходных параметров взаимодействующих тел (массы и орбитальные расстояния) и базовых физических констант.

                                  Сначала рассчитал мощность гравитационного излучения для основных планет солнечной системы — получились те же цифры в пределах погрешностей(см выше), что указываются в интернете в качестве примеров.
                                  Потом тоже самое для слившихся ЧД от которых ЛИГО волны поймал — по крайней мере тот же порядок мощности излучения получается (звездная масса ушедшая в виде излучения за секунду)

                                  Потом посчитал амплитуду волн от слияния ЧД — тоже получились примерно того порядка, что указаны в открытия ЛИГО:
                                  1.25E-21 для GW150914
                                  3.54E-22 для GW151226
                                  Значит считаю все верно. Хоть и грубый совсем расчет — как минимум не учитывал эксцентриситета орбит да и как понимаю на последних стадиях слияния форма ЧД уже сильно от сферы отличается и это тоже значительные поправки дает, да и оценка расстояния у ЛИГО с большой погрешностью дана, но все-равно на близко к реально зафиксированным амплитудам оказалось.

                                  Потом по тем же формулам для интереса посчитал амплитуду волн, которые должны приходить к нам от плотных двойных систем из 2х нейтронных звезд в нашей галактике. Например известные пульсары на которых до этого получали косвенные доказательства существования гравитационных волн:
                                  4.75E-22 для PSR J0737−3039
                                  5.54E-23 для PSR B1913+16(J1915+1606)

                                  Т.е. лишь чуть слабее чем от слияния крупных ЧД в далекой галактике. Если бы не низкие частоты (порядка 0.1 мГц — орбитальные периоды несколько часов) с учетом того что это постоянные источники с фиксированной частотой(точнее ОЧЕНЬ медленно меняющейся по известному закону) можно было бы их детектировать прямо сейчас просто интегрировав сигнал за много периодов.

                                  Потом просчитал виртуальный пример парой нейронных звезд постепенно приближающихся к слиянию(на последнем году жизни). Получается если хоть одна такая пара в радиусе несколько тысяч световых лет была бы — мы их уже могли бы наблюдать с аплитудой волн не ниже E-20 еще до их слияния. А непосредственно при слиянии сигнал должно просто «зашкалить» — амплитуда будет на порядки выше чем от слияния этих ЧД. Похоже подходящих двойных нейтронных звезд на нашем секторе галактики просто нет — иначе сигнал от них уже обнаружили бы.

                                  Ну а потом посчитал тоже самое и для планет нашей системы, хотя вблизи источника это уже не совсем корректны. Получаются амплитуды при вращении вокруг Солнца
                                  1.67E-22 — Меркурий
                                  1.16E-21 — Земля
                                  7.11E-20 — Юпитер
                                  Правда частоты понятно какие.
                                  В свою очередь вопрос а откуда ваши «на 4 порядка ниже»? Такие оценки мне тоже попадались в интернете (в т.ч. в вики в пример приведено), но это при условии, что зачем-то предлагается убрать детектор примерно на световой год от Земли. Тогда амплитуда регистрируемых им волн действительно будет порядка E-25 (по моему расчету получается даже порядка 3E-26).

                                  Но это ограничение опять только по частоте/длине волны (которая для системы Солнце-Земля получается как раз порядка светового года), а не то что в районе Земли амплитуда волн такая низкая — такой низкой она будет за световой год от Земли. А на Земле просто характер волн будет другим — не квадрупольный как от удаленных на бесконечность источников.
                                  Вопрос только — можно ли вообще такие колебания фиксировать на практике? От сильно удаленных источников понятно что нельзя — из-за интерференции гасятся и нам остается только квадрупольное излучение. Но вот сидя буквально прямо на его источнике? Или рядом с ним (Меркурий-Солнце) или даже внутри него (Юпитер-Солнце).
                                  • 0
                                    А вот для разных источников -нет и близко квадратичного соотношения.
                                    Я немного потерял логику рассуждения, и не понимаю, что вы имеете ввиду под «разными источниками». Посмотрите по ссылке, которую я дал, они там вроде объясняют, откуда берутся какие зависимости в энергии и амплитуде. Вот тут есть еще неплохие лекции Шона Кэрролла по ОТО, там в шестой главе есть все уравнения.

                                    Насчет расчетов — я согласен, у меня похожие величины получаются. Думаю, основная проблема — в том, что «простые» уравнения справедливы только для большого расстояния от источника. Поэтому правильной оценки для системы внутри системы получить не получится (это я был неправ, когда утверждал обратное). Решения до разложения по степеням малости возмущения поля в общем нет, на сколько я понимаю (это уже скорее удел Numerical Relativity).

                                    Насчет детектирования — это же даже не дипольное излучение будет, если мы внутри источника. По крайней мере, если проводить аналогию с ЭМ диполем, не очень понятно, как можно построить детектор — ведь его конфигурация будет сильно зависеть от положения относительно системы. Плюс, наверняка нельзя рассматривать системы Солнце-Земля и Солнце-Юпитер и тд как отдельные — при близких амплитудах все интерферирует между собой… В общем, нет у меня понимания, но я попробую спросить профессора знакомого, он специалист и по GR и по детектированию:)
                                    • 0
                                      Разные источники — это про разные тела (точнее системы) генерирующие эти волны. Пока рассматриваем один и тот же источник с разных расстояний — все просто и понятно. Например 2 нейтронных звезды PSR B1913+16(J1915+1606). Поместим виртуального наблюдателя за 1000 световых лет от этой системы, который будет пытаться засечь грав. волны от него.
                                      Получим амплитуду волн около наблюдателя порядка 1E-21, а мощность излучения 3E-15 Вт/м2
                                      Теперь отодвинем наблюдателя в 10 раз дальше — на 10 000 световых лет:
                                      амплитуда волн будет порядка 1E-22, мощность излучения 3E-17 Вт/м2
                                      Тут все просто — при увеличении расстояния в 10 раз амплитуда снизилась тоже в 10 раз (как 1/R), мощность в 100 раз (как 1/R^2)

                                      Но теперь возьмем совсем другую систему в качестве источника — с совсем другими массами, скоростями движущихся тел и расстояниями (как между ними так и до наблюдателя), но дающую в итоге в районе нашего наблюдателя гравитационную волну сравнимой амплитуды. Например то самое слияние ЧД, которое стало прямым открытием грав. волн, т.е. GW150914
                                      Амплитуда волны около наблюдателя (в данном случае на Земле, за 1.3 млрд. световых лет от источника) перед слиянием была примерно такая же как в самом первом примере (наблюдатель в 1000 св. лет от PSR B1913+16) — 1E-21
                                      Но вот мощность излучения дошедшая до наблюдателя при этом порядка 1E-3, т.е. на 11-12 порядков выше чем от пары нейронных звезд. Это при той же амплитуде дошедших волн. При этом с точки зрения наблюдателя который имеет дело только с волной (и ему нет дела что из себя представляет источник) они будут по большому счету отличаться только частотой (еще возможно поляризаций и направлением на источник но это уже не существенно).

                                      Вот это я и подразумевал под не очевидной зависимостью энергии грав. волны от ее амплитуды.

                                      Кстати интересное (и совсем не очевидное) следствие-наблюдение. Мощность то оказывается при слиянии далеких ЧД не только там была в точке слияния была гигантской, но и даже тут у нас за миллиард световых лет была очень немалой. 1 мВт/м2 вроде и не много. Но если бы это были не грав. волны, а та же самая энергия от сливающихся ЧД дошла до нас например в виде оптического ЭМ излучения эту вспышку вечером/ночью вообще было отлично видно невооруженным глазом без всяких приборов. Причем не просто видно — на короткий момент это был бы ярчайший объект на небе, не считая Солнца конечно.
                                      А если в виде радиоволн — принять можно было бы простейшим радиоприемником, даже радиотелескопы не нужны.
                                      А так в гравитационной форме приходится с огромным трудом ловить на монструозных установках типа ЛИГО на пределе чувствительности и выискивать на фоне шумов.

                                      Предыдущую ссылку посмотрел. Не увидел тем именно про энергию — напряженность поля, градиент поля, приливные силы ну и собственно амплитуда волн. А про энергию волны не вижу. 2я лекция для меня сложновата. Попробую позже разобраться, но обычно запаса любопытства и терпения на кучи формул с тензорным исчислением не хватает…
                                      • 0
                                        Ага, я понял про источники теперь. Думаю, разница в том, что обычно формулы для энергии — это для излученной энергии, а не для переносимой. Я думаю, для правильной величины надо все же проинтегрировать по площади сферы на этом расстоянии. Я прошу прощения, ошибся со ссылкой, вот тут написано чуть более подробно (сайт выглядит странно, но это группа GR в Калтехе).

                                        Да, насчет мощности излучения — это удивительно. Кип Торн на речи об открытии грав волн сказал, что мощность излучения от этого слияния черных дыр была в несколько десятков раз больше, чем суммарная мощность всех обычных звезд во Вселенной в этот момент, это совершенно поразительно.
                                        • +1
                                          Хм, а они разве должны отличаться? Ну кроме того, что излученную обычно подразумевают всю, а переносимую — какую-то часть в конкретной точке пространства. Но при интегрировании по полной сфере они должны же совпадать?
                                          Я собственно так и считал в прошлый раз. Точнее пошел в обратную сторону — полную излучаемую мощность делил на площадь сферы радиусом равным расстоянию от источника до наблюдателя.

                                          Вот, по этой ссылке это уже ближе.
                                          Да, сайт у них странный я по предыдущей ссылке полистал вперед кнопками вперед-назад в конце странички, но конкретно на эту страницу так и не попал. Как сейчас внимательно посмотрев видимо потому, что она помечена как опциональный (дополнительный) материал и по-умолчанию пропускается.

                                          Ну вроде все встало на свои места. Судя по приведенным там формулам переносимая гравитационной волной энергия зависит не от квадрата ее амплитуды (искажения метрики пространства), а от квадрата ее первой производной по времени — т.е. того насколько сильно и насколько быстро искривляется пространство и поэтому напрямую зависит от частоты волны (и соответственно характера конкретного источника — орбитальных периодов вращающихся тел в частности).
                                          Точнее по-идее не считая констант мощность должна быть пропорциональна (4*h*f)^2, где h — амплитуда волны, f — ее частота. В этом случае расчеты более-мене сходятся, по крайней мере для обычных систем (типа планет) все сходится почти идеально, для двойных пульсаров расхождение на десятки % выходят, а для ЧД уже в разы (зато не 12 порядков как перед этим) — но это видимо уже из-за того, что не учитываю релятивисткие поправки. Все-таки сливающиеся ЧД нельзя по классической формуле для вращения 2х тел вокруг общего центра масс считать и ожидать вменяемой точности результата. По ссылке выше это отдельно оговорено, что формулы применимы только для случаев когда длина волны много больше размера системы (т.е. скорости тел в ней много меньше скорости света), а расстояние до наблюдателя много больше длины волны.

                                          Да, это сравнение я уже слышал. Оно конечно впечатляет — но к астрофизическим событиям эпического масштаба проходящим где-то там бесконечно далеко уже как-то привыкли — например обычная сверхновая во время вспышки может светить ярче целой галактики в которой находится. И для космоса это вполне рядовое событие.

                                          Меня больше впечатлили результаты собственного расчета — что мощность грав. волн дошедшая до нас на пике (пока завершалось слияние ЧД) была даже больше чем мощность потока света от полной Луны ночью! Т.е. если бы эта энергия пришла к нам в видимом спектре — это слияние любой человек мог бы легко видеть своими собственными глазами без приборов не смотря на то, что это происходило за миллиард световых лет от нас(и заодно и больше миллиарда лет назад по времени). Причем видеть начал бы не в последнюю секунду (как детекторы ЛИГО) а довольно задолго (минимум за минуты до окончательного слияния) — как постепенно разгорающуюся все ярче звезду и на пике — ярче Луны в полнолуние.

                                          P.S.
                                          Интересно как бы это выглядело? Поток света как от Луны, но при этом в отличии от нее очень малые видимые угловые размеры источника. Как лучик очень слабого лазера, но попавший прямо в глаз?
                                      • 0
                                        Забыл дописать. Если профессор что-нибудь интересное расскажет, не забудьте тут поделиться. А то всегда и везде описывают и рассказывают только про грав. волны от очень удаленных источников, с которыми уже более менее понятно.
                                        Хотя то, что происходит в ближнем поле, когда источники нельзя рассматривать как точечные тоже интересно.
                                  • 0
                                    Пятая степень потому, что у нас колеблются две массы в противофазе, при неподвижном центре тяжести.
                                    Соответственно получаем квадрупольное излучение.
                        • 0
                          «спросите Итана».
                          А если серьезно, то конечно интересный вопрос. Однако, как по мне, искривлять пространство двигателем можно, если в нем будет очень большая масса))
                        • 0
                          Мастерский уход от ответа по существу.
                          • 0
                            Вроде бы вопрос о хаотической инфляции еще открыт? По крайне мере в открытых источниках упоминается 2014 год и обнаруженная поляризация реликтового излучения, а следом исследование показывающие возможное влияние пыли на результаты предыдущего эксперимента. Но точки не было поставленно. Появились новые данные?
                            • 0
                              Действительно, данные, полученные BICEP2, соответствуют «детектированию» пыли, а не излучения, а новые эксперименты еще не закончены.
                            • 0
                              интересно, грaв волны работают только на сжатие или на отталкивание тоже? То есть распрямлющееся пространство сразу переходит в плоское состояние или все же становится выпуклым потом опять сжатым и постепенно приходит к плоскому состоянию?
                              • 0
                                >> Если частица ускоряется или гравитационное поле меняется, интенсивность излучения увеличивается, и с течением времени оно уносит энергию со скоростью света, в результате чего орбиты угасают, а также появляется возможность обнаружения этих волн.

                                Т.е. при любом изменении гравитационного поля (например когда что-то движется гравитационном поле) идет изменение (уменьшение) енергии.
                                Т.е. все тела, что нестатичны, уменьшают энергию гравитации, и энергия постоянно пропадает?
                                А вот это пропадание энергии было зафиксировано?
                                • 0
                                  Для излучения гравитационных волн тело должно испытавать переменное ускорение в искривленном пространстве. Для обычных тел (не звездного размера), это изменение столь мало, что не может быть зарегистрировано. Однако, была обнаружена система двух звезд — пульсар Халса-Тейлора — относительное вращение друг вокруг друга которых замедляется со временем, что идеально соответсвует уменьшению энергии на гравитационное излучение. За это была дана Нобелевка. В этом году были открыты гравитационные волны, которые произошли в процессе слияния двух черных дыр, которые при этом излучили волн на энергию равную трем массам солнца.
                                  • 0
                                    Спасибо огромное. Из «объяснений» Итана мало что понятно.
                                • 0
                                  Ранее читал такое объяснение феномена гравитации:
                                  Теория лептонов в частном случае гравитационного поля.
                                  Попытаюсь максимально просто и кратко, насколько сам понял:

                                  Лептоны – мельчайшие частицы из состава атома. Частным случаем лептона является электрон. Размер лептона настолько мал, что он способен без труда проникать сквозь орбиту атома, но так же имеют место и столкновения. Собственно, само столкновение с ядром – это уже из разряда термоядерного синтеза, так что тут мы имеем дело скорее со взаимодействием различных лептонов в составе атома.

                                  То, о чём пойдёт речь, – свободные летучие частицы, имеющие определённый кинетический заряд. Они пронизывают всё пространство, включая, разумеется, космос. В сумме это – броуновское движение частиц. Некий «эфир», как его именовал автор статьи.

                                  Если на пути перемещающейся частицы попадается плотное тело, увеличивается шанс «столкновения» с другими лептонами в его составе. Собственно, происходит кинетическое воздействие на всю массу тела. Если два сферических небесных тела находятся в относительной близости, они заслоняют друг друга от «бомбардировки» лептонами. Как следствие, по линии оси, пронизывающей центры обоих тел со стороны противоположного тела по отношению к каждому из них уменьшается суммарное ускорение, передаваемое лептонами. Тела начинают смещаться друг к другу. Возникает эффект «притяжения».

                                  Частный случай: человек стоит на поверхности земной коры. Земля, как небесное тело, заслоняет его от «бомбардировки лептонами». Как следствие, вектор его «притяжения» направлен к центру Земли. Он на неё «падает».

                                  Частный случай: центробежная сила. Луна, вращающаяся вокруг Земли, взаимно притягивается к ней за счёт того, что оба тела друг друга заслоняют. Однако, перемещаясь по круговой орбите, Луна с разных сторон Земли встречает различный по интенсивности «поток» Лептонов. Разумеется, его интенсивность выше в направлении перемещения. Сумма векторов приложения сил даёт вектор, отклонённый от направления орбиты, и чем выше скорость, тем сильнее это отклонение.

                                  Можно ещё кучу частностей привести.

                                  А теперь слово для физиков: Уважаемые товарищи профессионалы, вы великолепно разбираетесь в своём предмете и видите множество нестыковок в данном тексте. Потому попрошу не кидаться в меня тапками, если описанное выше – ересь из категории Б.С.К. Я не являюсь ни физиком, ни математиком, ни химиком. Я программист. А потому не могу выступать в защиту этой теории. Всё, что я мог, это – рассказать её вам. Надеюсь, она достаточно интересна. :)
                                  • 0
                                    Если опустить совсем ненужное слово «лептон», то это называется теория гравитации Лесажа https://ru.wikipedia.org/wiki/Теория_гравитации_Лесажа, которая появилась ещё до Ньютона. Против неё есть много экспериментальных возражений даже в рамках классической физики. А уж то, что она не согласуется со специально теорией относительности, говорить даже излишне.
                                    • 0
                                      Значит не зря выложил описание. Теперь знаю первоисточник. Впрочем, не смотря на несостоятельность теории, в логичности ей не откажешь.
                                    • 0
                                      По вашей теории если поместить уже массовых частицы в место, где больше ничего нет — они не будут притягиваться, т.к. никто не будет их «толкать»?..
                                      Я пока воспринимаю гравитацию все-таки как «тянущую» силу, т.е. притягивающую, а не толкающую. Т.е. не нас с космоса «толкают» к земле и с другой стороны землю толкают на нас, а конкретно — земля «тянет» нас к себе))
                                      В конце концов, если бы тело что-то толкало в другое тело — оно бы точно также «двигалось» при остутствии других тел, а не висело бы в пространстве…
                                      • 0
                                        Возможно и так. По мне, у теории имеется другой изъян: она не может объяснить, например, почему Луна всегда повёрнута к Земле одной стороной. Ведь по ней выходит, что она должна вращаться в противоположную сторону. Да и взаимодействие со звёздами выглядело бы иначе. Плюс ко всему, в центре планеты, да и звезды тоже, должна была бы сохраняться зона низкого притяжения или даже невесомости. А в таком случае планета – наполовину газовая сфера.
                                        • 0
                                          Есть другая, умозрительная теория квантовой гравитации. Соответствует предположению Ньютона о её природе, которое он высказал в 21 вопросе в конце 3 книги трактата «Оптика». Он предположил, что плотность эфира в телах меньше, чем вне тел, она плавно увеличивается при удалении от них. И поэтому тела движутся из областей с большей плотностью эфира в области с меньшей его плотностью.
                                          Для объяснения гравитации материи и антигравитации пространства вводится 5 измерение. Материя, как известно, квантуется — состоит из всё меньших частиц, вплоть до фотонов, из которых состоят кварки и электроны. Пространство тоже квантуется — это эфир, состоящий из взаимно сжатых эфиронов. Материя постоянно поглощает эфир, поэтому его плотность в телах ниже, как и предполагал Ньютон. Но это — квантовый процесс: фотоны, образующие частицы материи, постоянно ликвидируют давящие на них эфироны, и их содержимое выводится в 5 измерение. Постоянно притекающий к материи эфир и проявляется как её гравитационное поле.
                                          Однако из 5 измерения в наше пространство, в наш эфир постоянно и повсеместно внедряются новые эфироны. Они его уплотняют и побуждают к расширению. Плотность эфира нашей Вселенной насколько-то выше плотности окружающего её пространства, что позволяет ей в нём расширяться со скоростью, которая проявляется себя в астрономических наблюдениях. При этом плотность эфира остаётся постоянной — как космологическая постоянная — и достаточно высокой, близкой к её определению в квантовой физике (проблема космологической постоянной).
                                          Такое представление пространства и гравитации имеет наглядную модель: расширение 3-х мерной плёнки ряски в 4-х мерном пространстве. Для своего расширения её новые растения берут питающие их элементы из вертикального 4 измерения (толщи воды и воздуха) — дополнительного к её 2 геометрическим и 1 временному измерениям. Частицу с массой покоя (или тело) моделирует постоянно живущая дырка в плёнке ряски, которая втягивает в себя растения ряски, выводит их из плёнки, и этим снижает её плотность вокруг себя.
                                          • 0
                                            Если бы это было так, то очень мощные насосы, такие как чёрные дыры осушали бы досуха локальные места, то есть существовал бы предел гравитации, равный потоку проникновения из пятого измерения в наше эфиронов, то есть, рост массы выше некоторого предела не вызывал бы дальнейший рост гравитации.
                                            • 0
                                              Чёрная дыра начинается от сферы Шварцшильда (горизонта событий), которая окружает центральную сингулярность — возможно, кварковую звезду. За этой сферой эфир, поглощаемый сингулярностью, летит к ней со сверхсветовой скоростью. Его плотность там сильно снижена, но не «досуха».
                                              Чем больше масса сингулярности, тем больше площадь поверхности сферы Шварцшильда вокруг неё. То есть растут её возможности по всасыванию эфира. А перед сферой плотность эфира уже выше, как, например, перед нейтронной звездой.
                                              Очевидно, что вселенского эфира с лихвой хватает и для снабжения ЧД и вообще всей вселенской материи. Это сверхтекучая упругая среда, состоящая из взаимно сжатых эфиронов. Пополняясь из 5 измерения, она успевает поступать из межзвёздных, межгалактических пространств к точкам её «потребления». Расширяясь между скоплениями галактик, она успевает даже раздвигать их — вызывать ускоренное расширение Вселенной. То есть из 5 измерения эфира приходит в наше пространство гораздо больше, чем выводится из него обратно посредством всей материи.
                                              • 0
                                                Совершенно не интересно читать про горизонт событий, потому как, где находится точка невозврата для тел рядом с чёрной дырой никак не сказывается на её гравитации. Лёгкость, с которой вы придали сверхсветовые свойства гравитонам, тогда как, гравитация распространяется со световой скоростью (не знаю доказано-ли. но часть опытов это подтверждает), меня тоже повеселила. Коммент ниже в том же стиле — упростим, брякнем какую-нибудь банальность и пусть думают что это хорошая эрудиция, только — это всё не по теме.
                                              • 0
                                                Я хоть эти эфирные теории не разделяю и не одобряю, но по сути так и есть — такой предел есть. После достижения определенной массы собранной в одном месте она превращается в черную дыру и дальше гравитация уже не растет. Вместо этого с дальнейшим ростом массы начинает увеличиваться ее виртуальный размер задаваемый радиусом Шварцшильда. А сила гравитации около горизонта событий задаваемым этим радиусом остается постоянной.
                                                • –2
                                                  Эфир эфиру рознь. Чем Вам не нравится мой эфир? Он с единых позиций объясняет возникновение горизонта событий и у ЧД и у нашего объёма Хаббла. Тем же самым объясняется гравитационное и космологическое покраснение фотонов. Принцип работы emdrive объясняется с его участием. Эквивалентность инертной и гравитационной массы объясняется так же наглядно, как эквивалентность нагрузки на корпус самолёта, летящего в воздухе и продуваемого в аэродинамической трубе.

                                                  Проблема космологической постоянной с эфиром решается легко. Эфир — среда достаточно плотная, чтобы вызывать Лэмбовский сдвиг летящих в нём частиц и в итоге раздвигать скопления галактик. Но не планковской плотности, которую насчитывают вакууму из-за неопределённости Гейзенберга. Ведь из-за того, что мы не можем регистрировать кванты энергии, тем большие, чем меньший срок они существуют, вовсе не значит, что эти кванты наполняют вакуум. Можно безболезненно заменить такой энергетически плотный вакуум на плотный эфир. Что изменится? Эффект Казимира пропадёт? Нет, просто вакуум с меньшим числом виртуальных фотонов между пластинами заменит менее плотный эфир, который поглощается пластинами и не успевает просачиваться в щель между ними с их внешней стороны, где плотность эфира выше. А плотный эфир расширяется в сторону менее плотного, поэтому пластины придавливаются друг к другу.
                                                  Поэтому притягиваются друг к другу тела, материя которых поглощает эфир, и его плотность вблизи тел меньше, чем вдали от них.
                                                  Поэтому расширяется Вселенная — её эфир более плотный, чем эфир окружающего её пространства. Не абсолютная энергетическая плотность вакуума, ставшая чуть больше нуля после открытия ускоренного расширения Вселенной, задаёт это расширение, а относительно большая плотность эфира по сравнению с плотностью внешней среды. И такая плотность устроит и квантовых и ОТОшных физиков — тех, кто изучает мир в микроскопы и в телескопы.
                                                  Я дилетант, может, поэтому и не вижу проблем у эфира, как я его понимаю. Зато представляю, какое отторжение идеи его существования возникает у физиков, у которых идея вакуума занимает важную часть их мировоззрения, и часто — его оплачиваемую часть.
                                      • 0
                                        Что будет, если представить, например, тело ( пусть планету), которая «висит» в пространстве и вокруг себя «слинзировала» линии пространства ближе к себе… Мы стреляем по планете ракетой и мгновенно взрываем ее, превращая вещество в энергию, т.е. удаляем гравитационное воздействие.
                                        Как поведеет себя «струна» пространства — она выпрямится до изначально «прямой» или будет «колыхаться», т.е. сначала пространство сначала «расширится», а потом как гитарная струна — постепенно вернется к «прямой»?
                                        Как задавать вопросы напрямую Итану?)
                                        • 0

                                          Почему это гравитация должна пропасть?

                                          • 0
                                            Т.е. планета исчезнет, а её притяжение останется?
                                            • 0
                                              разумеется. E=Mc2 же
                                              • 0
                                                Планета просто не может исчезнуть совсем (даже в теории). Даже если придумать какое-то супер-оружие, которое может целую планету мгновенно уничтожить, то после этого от нее останется обломки и облака газа/плазмы той же массы какой была планета (или даже большей, т.к. +масса сняряда/ракеты использованной для ее уничтожения) и эти остатки будут в начальный момент времени искажать пространства точно так же как исходная планета. Потом они начнут разлетаться в разные стороны и искривление пространства вокруг начнет изменяться, но это будет происходить постепенно(непрерывно) и с ограниченной (конечной) скоростью. Никакого мгновенного скачка не будет.

                                                Тоже самое если даже каким-то образом планету не просто распылить, а аннигилировать (хотя пока даже в теории нет таких способов, кроме как столкнуть ее другой планетой аналогичной массы, только из антиматерии) — вместо планеты останется эквивалентное количество энергии (излучения), которое согласно ОТО оказывает на пространство такое же влияние как и материя.
                                                • 0
                                                  т.е. вывод — энергия обладает массой? Энергия искажает пространство-время?
                                                  • 0
                                                    Вне зависимости от наличия массы (у фотона ее нет, например) именно энергия искажает пространство-время. Так что правильный вывод — масса обладает энергией.
                                                    • +4
                                                      Как правильно пишут выше — правильнее сказать, что это наоборот как раз масса обладает энергией и именно энергия искажает пространство-время. Точнее в ОТО за это искажение отвечает тензор энергии-имульса.

                                                      А что насчет массы… Если подходить немного философски и заглянуть в фундаментальные основы, то окажется что — нет никакой ложки (с) никакой массы и материи вообще по большому счету вообще нет, а есть только разные формы существования энергии.
                                                      Даже если ограничиться текущей наиболее проработанной и многократно проверенной/подтвежденной Стандартной Моделью, то в обычном и привычной нам казалось бы стабильном веществе(например куске стали лежащем на столе) суммарная масса собственно частиц обладающих собственной массой (электронов и кварков) составляет меньше 2% от общей. Все остальное что мы воспринимаем как массу — это на самом деле только сконцентрированная энергия различных взаимодействий элементарных частиц внутри материи. И любое обычное вещество состоит по большому счету из пустоты (на 99.99..% по объему) и энергии.

                                                      А если нырнуть еще глубже вполне может оказаться, что и этих 2% тоже нет. И это тоже просто какие-то формы взаимодействий имеющие энергию. Как например в пока недоказанных теориях струн, где элементарные частицы это лишь резонансы колебаний этих струн.
                                            • 0
                                              Вам бы в Голливуд сценаристом. :)

                                              Опуская нюансы, скажу, что энергия и масса одинаково являются истониками гравитационного поля. Поэтому взрывай, не взрывай планету — разницы для поля нет, не считая разлёта обломков и излучения, что, понятное дело, перераспределит поле. Но произойдёт это непрерывно.

                                              Аналогия интуитивно верна для любого поля. С этого ещё Максвелл начинал в случае с электромагнетизмом. Любое резкое изменение поля отзывает в виде последующих распространяющихся колебаний.
                                              • 0
                                                скажем так, e = mc2 или типа того, но… но разве энергия является источником именно гравитационного поля?..
                                                С одной стороны, с ростом энергии растет масса…
                                                Ладно, скажем так: мы наверное, чисто физически не можем выстрелить в частицу, чтобы на выходе получилась только энергия, это ведь стрелять нужно античастицей, во всех остальных случаях получится «другая частица+энергия», наверное так?.. Но тогда «другая частица» будет обладать уже меньшей массой, т.к. часть массы превратилась в энергию… Так вот это «превращение» из массы в энергию… Оно — мгновенно или нет?
                                                Да, диленатнт я в этом вопросе, если честно…
                                                • 0

                                                  Если предположить, что энергия/масса это и есть искривление пространства (скажем то что мы называем протоном это хитрая устойчивая структура из колебаний пространства, а то что мы называем фотоном это что то вроде обычной волны которая всегда движется вперёд), то теоретически наверно можно было бы послать такую же хитрую волну в противофазе и тогда бы частицы просто исчезли (без всякого превращения в фотоны или что то там ещё).

                                                  • 0
                                                    Интересный способ рассуждений: давайте предположим что-нибудь удобное, а потом сделаем на основе этого потрясающие выводы.

                                                    Давайте преположим, что протоны могут сами исчезать, и не надо будет никакую хитрую волну посылать.

                                                    • 0

                                                      Собственно так наука и работает: предполагают что нибудь удобное (инвариантность законов физики относительно смены системы отсчёта) и при помощи забористой математики делают потрясающие выводы (гравитационные волны). Если предположить, что протоны могут просто исчезать, то выводы какие либо будет сделать сложно — из этого предположения ведь ничего не следует.

                                              • 0

                                                Надо же. По-моему первая статья от Итана, где нет ни одной картинки с "растягивающейся как надуваемый шарик вселенной" и ни одного упоминания Большого Взрыва!

                                                • 0
                                                  Но, пока еще не первая статья, где бы комментаторы не упомянули одинаковые рисунки в каждой статье
                                                • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                  • 0
                                                    Интерференция — конечно. Гравитационные волны, которые мы наблюдаем — второго порядка малости (квадрупольные), так как первый порядок полностью гасится за счет интерференции. Дифракция — в принципе, тоже может быть, массивные тела будут их дифрагировать. А вот с наблюдением этого сложновато — у нас пока только один детектор, который и направление-то с трудом определяет. Но, может быть, когда у нас будет целая сеть — сможем и наблюдать.
                                                  • 0
                                                    Лично мне такие волны дают больше вопросов чем ответов.

                                                    Мы привыкли называть волнами любые колебания отходящие от источника. Будь то свет, звук или другое излучение. У волны есть одно свойство которое в разрез идет с тем что делает гравитация. Любая волна двигающаяся от источника позволяет передвигать объект в своем направлении. Примеров масса, например ветер, солнечный свет — спутник с солнечными парусами, наконец просто плот будет дрейфовать в сторону куда уходят волны (те же серферы прекрасно этим пользуются). Вот только волны гравитации получаются действуют совсем наоборот, если бы они отходили от источника то мы по логике благодаря им удалялись от объектов, а не приближались к ним. пример электро-магнитного излучения не подходит так как у магнита два полюса и есть вход и выход, а у гравитации один полюс, и получается волна выходит, а объект притягивается, за счет чего?
                                                    • 0
                                                      Дело в том, что обычное притяжение вызвано статическим эффектом — искривлением пространства-времени под действием массы. Гравитационные волны — это микроскопическое колебание, рябь этого искривления. Более того, эти волны несколько отличаются от ЭМ — они растягивают/сжимают пространство перпендикулярно направлению распространения (это показано на гифке с окружностями из поста).
                                                      • 0
                                                        Так ЭМ волны тоже поперечные как и гравитационные — колебания электрического и магнитного полей перпендикулярны вектору распространения волны.
                                                        • 0
                                                          Ну, я не это имел ввиду. Я пытался сказать, что ЭМ волна похожа на волны на воде, а гравитационные — нет, тк имеют квадрупольный характер.
                                                      • 0
                                                        Любая поперечная волна делает две вещи:
                                                        1) колеблет частицы пропорционально амплитуде (ЭМ-волна — понятное дело, только заряженные) поперёк движения
                                                        2) передаёт им некий импульс, если поглощается или отражается. Но — поглотить волну могут только определённым образом взаимодействующие частицы, именно поэтому простые газы прозрачны и поглощают только на резонансных частотах.
                                                      • 0
                                                        Вопрос Итану — Серебряный Сёрфер сёрфит по этим гравитационным волнам?

                                                        Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.