Pull to refresh
279
-0.1
Михаил Коробко @Shkaff

Физик

Send message

К сожалению, сколько я ни читаю статей про ЛИГО, нигде нет внятного объяснения, ПОЧЕМУ и КАК гравитационная волна сжимает-растягивает плечо интерферометра.

Почему — потому что меняется кривизна пространства-времени. Определение расстояния между объектами меняется.

Насколько я понимаю, гравитационная волна - возмущение, при котором пространство не деформируется

Деформируется, изменяются расстояния между точками (по крайней мере для волны с длиной волны намного больше плеча интерферометра).

При этом, во-первых, скорость движения волны - скорость света, и тело,
даже висящее в невесомости в космосе, сдвинется поэтом на ничтожную
величину (хотелось бы видеть расчеты, на какую?).

Не тело сдвинется, а изменятся расстояния между телами. На 4км это около 10^-18м.

А если говорить о трубе, закрепленной на поверхности земли, то деформации этой трубы тем более быть не должно.

Все верно, труба практически не деформируется. Но зеркала закреплены на специальных подвесах, так что они по сути находятся в свободном падении (вдоль оси лазера).

По аналогии - как если бы стальную линейку приварили к рельсу и через
рельс пустили волну сжатия-растяжения, как рельс
сжимается-растягивается, так и линейка вместе с наблюдателем, "живущим" в
этом рельсе, сжимается-растягивается, поэтому и обнаружить такую волну
внутри "рельса" невозможно.

Про это я написал целый пост.

С учетом того, что "находят" событий слияния буквально единицы за год,

Сейчас мы детектируем около 50 в год в режиме реального времени + еще столько же, скорее всего, будут находить в постобработке.

низкую достоверность экспериментов ввиду нахождения измеряемых величин на каких-то умопомрачительных числах

Достоверность считается не порядками чисел, а статистикой. Большая часть событий у нас наблюдается больше, чем на 5σ, так что с достоверностью все ок.

Да, все так.

P.S. Некоторые сомнения у меня только относительно гравитационных волн при слиянии, хотя они тоже могут формироваться возмущениями пространства немного над горизонтами.

Слияние ЧД — это слияние горизонтов, а не сингулярностей. Когда одна ЧД приближается достаточно близко к другой, радиусы их горизонтов событий расширяются (соответственно суммарной массе в области пространства) и "проглатывают" друг друга.

Гравитационные волны возникают над горизонтами, конечно: точнее, вблизи ЧД там вообще черти что происходит, а именно волны возникают уже на достаточно большом удалении.

Потому что термин пришел из радиолокации, где он значит именно это: вычисление положения по измерениям с разнесенных в пространстве приборов.

Возможно, в результате время падения под сдвинувшийся горизонт для
внешнего наблюдателя окажется конечным, хоть и большим. Но я слабо
представляю, как именно это посчитать.

Ну мы ж, собственно, именно это и наблюдаем во время слияния двух ЧД.

так что его пересечение входящим телом не должно происходить с точки зрения внешнего наблюдателя.

Да, по идее падающее тело замедляется почти до полной остановки до момента окончания испарение, когда происходит взрывное высвобождение энергии.

Серьезно?
У вас, с одного конца: должна откуда-то браться энергия, которая будет уходить в излучение Хокинга.
С
другого конца: когда черная дыра испарилась, от наблюдателя ничего не
должно остаться - ну, если не считать того самого излучения Хокинга.
Но при всем при этом наблюдатель, вы говорите, не испаряется? Тогда, может, прямо укажете, где он?

Конечно: его разорвало на элементарные частицы.

Как это, не из-за горизонта? Вот же ваши слова, только что:

с его точки зрения он долетит до центра довольно быстро... Но это процесс займет гораздо-гораздо меньше времени, чем испарение ЧД.

Выходит, всё у вас в центр свалилось, а потом прямо оттуда испаряется.

Не знаю, как у вас так выходит. Я ничего такого не говорил. Вы просто видимо не понимаете разницы в точках зрения двух наблюдателей.

(Заметьте! Вы сами подмешали испарение черных дыр к классической ОТО,
зачем-то решив отстаивать фальсифицируемость ОТО для удаленного
наблюдателя. Будто не знаете, что такое вульгарное спаривание квантовой и
относительности получается только в стиле "тут считаем, а тут рыбу
заворачивали".)

Вы забываете свои же слова, ну бывает, чо. Я фальсифицировал не ОТО, а то, что происходит за горизонтом. Для этого необходимо идти за пределы ОТО, конечно.

Да при чем тут "все" и "врети"?
Вы же сами зачем-то вперемешку, без
разграничения, даете все подряд: и то, что можно считать фактами, - и
то, что требует постоянных оговорок в духе "есть основания предположить,
что".

Я тут даю свою точку зрения, а не пишу научпоп. И я пишу всегда "я считаю". Когда я пишу статьи, я всегда делаю нужные оговорки.

Прямо болезнь какая-то у молодого поколения популяризаторов.
(Именно молодого. Более старые - как-то аккуратнее в таких акцентах.)

Классно, ничего по сути не можете сказать, давайте на личности переходить. Болезнь прям какая-то у старичков, видимо.

Наблюдатель не падает бесконечно, я вроде такого не писал. ЧД испаряется за конечное время, так что и наблюдатель падает конечное время. Более того, с его точки зрения он долетит до центра довольно быстро. Дальше в какой-то момент его разорвет на элементарные частицы, конечно) Но это процесс займет гораздо-гораздо меньше времени, чем испарение ЧД.

Наблюдатель сам не испаряется, и тем более испарение происходит не из-за горизонта событий, я тоже про это не писал ничего)

И вы хотите, чтобы простые люди от сохи и питона в это верили?

Простые люди могут не верить, но выставлять свое невежество напоказ тоже не стоит:) Если у простых людей есть конкретные аргументы, они могут написать тут или еще лучше — опубликоваться в научном журнале. Или, если не понимают, попросить объяснить у тех, кто понимает.

А сказать "вы все вретиии" — ну такое, смех.

Строго говоря, ОТО не говорит ничего про то, что происходит под горизонтом (с точки зрения внешнего наблюдателя). Для наблюдателя же, падающего в ЧД, ничего особенного не должно происходить.

Когда мы говорим про ЧД, мы говорим не о сингулярности в центре (их не существует скорее всего — чисто из-за квантовой гравитации), а о существовании горизонта событий. Когда мы говорим о слиянии ЧД, это тоже слияние их горизонтов событий. И вообще, есть такой подход к описанию ЧД — мембранная парадигма — в котором внутри ЧД нет вообще ничего, а вся масса "размазана" по горизонту событий. С точки зрения внешнего наблюдателя никаких отличий не будет.

Еще другой момент: даже само понятие "внутри" ЧД не очень четко определено, ведь сингулярность располагается не в точке пространства, а во времени — в далеком будущем. Так что я не думаю, что мы можем сказать, что "внутри" ЧД — просто очень плотная звезда.

Является ли то, что происходит под горизонтом проверяемым? Думаю, да: парадокс о падении информации и испарении ЧД должен как-то решаться. Но как именно, я понятия не имею:)

А вы видели мертвые звезды из твердого вещества вблизи?

Может быть как угодно, но только ОТО дает правильные предсказания (гравитационные волны были предсказаны за сто лет до открытия, ОТО используется в навигации повсеместно), так что любая другая теория должна как минимум давать все те же предсказания и иметь точный математический аппарат. Без этого "а что если" не имеют смысла и просто не нужны: даже чисто с точки зрения бритвы Оккама.

Ну по идее, нет каких-то принципиальных ограничений: спутники работают, сравнивая фоновое поле с возмущения (относительно друг друга). Если спутников очень много, чувствительность будет большой тоже. Но сотни спутников на сферу с радиусом в миллион км не хватит точно: они будут так далеко друг от друга, что по сути чувствовать только некоторый средний фон, а не возмущения. Более того, на таких расстояниях эффекты ОТО будут играть очень большую роль, и просто поддержание спутников в стационарном состоянии относительно друг друга будет очень сложным.

Одобрил коммент, чисто чтоб другие тоже могли посмеяться.

Если рождение частиц происходит не только на горизонте событий ЧД, но и в большей мере - лод их горизонтом,

Это не так, я не знаю, почему вы так решили. Вот тут я переводил другую статью как раз про это (и мы там с вами даже общались).

Если позволите, я не буду комментировать ваши фантазии насчет поступления квантов во Вселенную (мы многажды на этот счет общались уже).

Могут ли подтверждать эту гипотезу результаты двух исследований - о возможном постоянном росте масс парных ЧД (исследование опубликовано в The Astrophysical Journal Letters в 2021 г.) и о постоянном росте масс ЧД по мере расширения Вселенной (публикация 2023 г. в The Astrophysical Journal Letters.)?

Во-первых, не думаю, что это связано, а во-вторых, эти работы — это только модели и гипотезы, я не думаю, что их стоит рассматривать как подтверждение чего-либо.

Дело в том, что это не "другая точка" в пространстве, а принципиально другая система координат. Дело в том, что мы не наблюдаем движение зеркал напрямую, а лишь некоторый результат: интерференцию на делителе луча. Вот эта интерференция не зависит от выбора координат, а остальные эффекты — это наша попытка представить, как оно происходит, и вот оно зависит от выбора координат.

Но это обычное дело в ОТО: разные наблюдатели видят совершенно разную картину происходящего. Физика дела от этого не меняется.

А, в этом смысле. Да, действительно, "центр" ЧД — это не точка в пространстве, а момент во времени. В этом смысле все пути внутри ЧД приведут к сингулярности в будущем. Но в локальном смысле вы можете перемещаться в любом направлении пространства: если вы летите на корабле и перескаете горизонт, вы никогда не вылетите обратно и в конце концов достигнете сингулярности, но ваш путь может быть любым.

Я написал целый пост на хабре про это:)

Но простой ответ такой: в системе координат, где вы "сидите" на центральном делителе луча, для вас система выглядит так, как будто плечи растягиваются (но частота света не меняется). Если выбрать другую систему координат, где зеркала покоятся, ГВ будет только изменять частоту света и не двигать зеркала. Но для этой системы координат нет хорошего наглядного представления.

Смысла в вопросе "что происходит на самом деле" нет: с разных точек зрения происходит разное, это теория относительности.

Есть две точки зрения (абсолютно равнозначные для относительно коротких плечей интеферометра): в одной ГВ растягивает свет, но не влияет на геометрию интерферометра. В другой — ГВ смещает зеркала (действует как приливная сила), но не влияет на свет.

Для длинных интерферометров это сложная комбинация эффектов гравитационного красного смещения и разницы в ходе часов под действием ГВ.

Можно двигаться куда угодно, но от центра — сложнее. По идее, внутри горизонта пространство-время не должно отличаться от обычного (по крайней мере, если вы пересечете горизонт достаточно большой ЧД, вы вполне можете этого вообще не заметить).

Конечно, это важная часть оценки сигналов, тем более что источники часто очень далеко (десятки и сотни мегапарсек), и их скорость убегания велика (и красное смещение потому тоже). Мы оцениваем расстояние до источника с учетом этого эффекта всегда.

Все верно, да! Там речь идет о сингулярности, но вы правы, что внутри горизонта может быть что угодно, и что вообще синуглярность — непонятно что. Но т.к. это перевод, я не стал сильно уж менять текст.

Прогоны не решают проблемы ошибок. Прогоны нужны для получения правильного результата вычислений. За каждый прогон вы получаете случайный результат, правильный при этом только наиболее вероятен, но не гарантирован. Поэтому надо набрать большую статистику, чтобы быть уверенным в правильности результата.

Information

Rating
Does not participate
Location
Hamburg, Hamburg, Германия
Date of birth
Registered
Activity