Question:
Comment les mesures gravitationnelles de Zumberge en 1981 sont-elles liées aux ondes gravitationnelles?
Marcus Anderson
2016-04-21 08:41:21 UTC
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Les ondes gravitationnelles ont été découvertes il y a 35 ans sans fanfare en 1981/2 par Zumberge, R L Rinker et J E Faller, puis complètement ignorées.

Voir: "A Portable Apparatus for Absolute Measurements of the Earth's Gravity", MA Zumberge, RL Rinker et JE Faller, Metrologia, volume 18, numéro 3, http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0026-1394 / 18/3/006 / meta

La variation en g au cours d'une journée due au soleil et à la lune a été soigneusement mesurée à partir de la surface de la Terre en 1981, comme indiqué ci-dessous.

Strain measurements taken in 1981 of local planetary effects (sun, moon) on earth's gravitation clearly showing a gravitational wave.

C'est le MÊME effet d'onde gravitationnelle mesuré récemment par les recherches du LIGO (rapporté le 11 février 2016).

LIGO détecte, puis filtre, cette onde gravitationnelle locale afin de détecter les ondes distantes produisant les ondes gravitationnelles ultra faibles à partir des trous noirs binaires. Bien que la sensibilité requise pour les détecter soit de 3 ordres de grandeur plus élevée en fréquence et en amplitude, les ondes «gravitationnelles» LIGO sont par ailleurs exactement les mêmes ondes «gravitationnelles» déjà découvertes en 1981 dans notre propre système solaire.

La preuve est dans le fait que LIGO détecte les ondes gravitationnelles mais ne peut PAS détecter les ondes de gravité "de marée". Ainsi, la catégorisation des ondes de Zumberge comme gravité "de marée" est incorrecte car les raz-de-marée sont ceux entre deux surfaces en raison de la gravité. Ceux-ci ne peuvent pas être détectés par un interféromètre. Les mesures de Zumberge sont des variations gravitationnelles elles-mêmes, donc gravitationnelles.

Pourquoi le travail de 1981 de Zumberge, Rinker et Faller a-t-il été ignoré?

(Voir aussi Cause principale des variations diurnes (et non semi-diurnes) de $ g $?)

Les commentaires ne sont pas destinés à une discussion approfondie;cette conversation a été [déplacée vers le chat] (http://chat.stackexchange.com/rooms/38749/discussion-on-question-by-sandgroper-why-is-zumberges-1981-discovery-of-gravita).
Dix réponses:
#1
+130
Bob Bee
2016-04-21 09:59:49 UTC
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Cela représente un malentendu majeur sur ce qu'est une onde gravitationnelle. L'effet présenté est simplement le champ gravitationnel semi-statique à la terre dû à la terre, à la lune et au soleil. Il est prédit par la gravité newtonienne. Il n'y a pas de «vague» qui s'est propagée, ce sont les positions instantanées des 3 corps qui changent sur 1 jour (et sur 1 an aussi).

Cela ne montre pas que le changement s'est déplacé à la vitesse de la lumière, ce que font les ondes gravitationnelles. Rien dans les équations de Newton ne parle de la vitesse de la lumière. Les équations GR pour 3 corps se déplaçant comme la Terre-Soleil-Lune ne peuvent être résolues qu'approximativement, et dans ce cas, ce serait par une approximation post-newtonienne. Le (s) terme (s) pseudo-statique serait le même mais peut-être une correction GR - et si c'est le cas (Et je ne suis pas sûr si la correction de terme la plus forte pourrait ne pas être quelque chose comme le terme pour le périhélie de mercure, ou autre chose , en tout cas extrêmement petits et non mesurables dans leur mesure g). Mais ce n'est même pas une onde grav. Les ondes grav seraient probablement encore plus petites - il faudrait calculer le taux de changement du moment quadripolaire de la configuration et faire d'autres calculs. Le problème plus simple du seul rayonnement gravimétrique de la rotation terre-soleil les uns autour des autres donne une puissance résultante dissipée qui se traduit par une perte d'altitude (`` altitude '' au-dessus du soleil) de l'orbite de la terre (`` altitude '' au-dessus du soleil) de la taille d'un proton par jour. Ce changement de g qu'ils ont mesuré dans votre graphique est d'environ 10 à moins 7 g. Ce n'est même pas dissipatif, car les corps continuent à faire la même chose encore et encore, dans votre approximation. Si vous ne voyez pas cette dissipation, vous ne voyez pas les ondes gravitationnelles.

Il y a probablement de nombreuses autres façons de voir que ce dont vous parlez, ce que le graphique a mesuré, n'est pas une onde gravitationnelle, mais plutôt un changement très lent d'un champ de gravité statique, celui produit par les 3 corps.

Les ondes de gravité produisent quelque chose de différent d'un simple changement de gravité dans une direction, elles le font dans 2 directions à la fois, une compression asymétrique d'un cercle d'abord dans un axe, puis dans l'autre, comme serrer un ballon dans une direction, le faisant renfler dans l'autre.

Comme Nathaniel l'a dit, c'est comme comparer un champ électrique (semi) statique (par exemple, produit en frottant quelques chiffons ensemble) et en les déplaçant avec de la lumière.

Remarque: oui, même le changement de champs statiques ne peut pas produire un changement de ce qui est observé à une distance plus rapide que la vitesse de la lumière, mais cela ne vient pas du tout dans votre graphique, un effet différentiel trop petitle voir.

Veuillez regarder cette vidéo récemment publiée (21 avril) par l'Université de Nottingham avant de porter des jugements mal informés quant au fond de ma question.Surtout les commentaires sur les ondelettes gravitationnelles dans notre système solaire.-> https://youtu.be/hIgZG7A1fqc
Avez-vous même regardé cette vidéo?!Ed Copeland dit: "Les marées n'existent pas à cause de la nature des ondes gravitationnelles."Il explique que "ce sont des phénomènes différents", et dit que les ondes gravitationnelles sont "minuscules" par rapport aux marées.C'est exactement ce que tout le monde ici essaie de vous dire, y compris Bob Bee.
#2
+62
Mike
2016-04-22 19:58:03 UTC
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[Note: je travaille sur les ondes gravitationnelles et je suis auteur de plusieurs des articles récents de LIGO sur GW150914 - bien que je ne sois pas membre de la collaboration LIGO. Donc, si vous recherchez des théories du complot, cela peut être votre raison de m'ignorer.]

Zumberge, Rinker et Faller (ZRF) n'ont pas mesuré les ondes gravitationnelles. Pour expliquer cela, je commencerai par une analogie, puis je discuterai directement des ondes gravitationnelles, suivies des mathématiques réelles des équations d'Einstein qui montrent très explicitement de quoi je parle.

Mais d'abord, je soulignerai brièvement le point le plus évident et (pour moi) convaincant: ZRF a trouvé des variations à environ deux fois la fréquence de rotation de la Terre - cohérente avec les marées habituelles, plutôt qu'avec les ondes gravitationnelles. Mais la théorie d'Einstein nous dit que les ondes gravitationnelles ne seront produites fortement que par l'orbite d'une paire d'objets. La lune est en orbite autour de la Terre à une échelle de temps beaucoup plus lente, de sorte que la fréquence des ondes gravitationnelles de son orbite sera environ 27 fois inférieure. La Terre tourne à une échelle de temps encore plus lente, de sorte que la fréquence des ondes gravitationnelles de son orbite sera environ 365 fois inférieure. Ainsi, les données de ZRF ne mesurent pas les effets dynamiques d'espace-temps qu'Einstein appelait les ondes gravitationnelles.

Analogie

Le premier point à comprendre est que les variations ne sont pas les mêmes choses que les vagues. Lorsque je conduis sur des routes vallonnées, l'altitude de ma voiture varie de haut en bas, mais les collines sont stationnaires; Je n'ai pas découvert les ondes sismiques. Vous pouvez affirmer que les ondes sismiques apparaissent également dans les données, juste à un niveau beaucoup plus petit et avec des fréquences différentes. C'est vrai en principe, mais mes données ne sont pas assez précises pour mesurer ces quantités. Mes résultats sont cohérents avec les deux la présence et l'absence d'ondes sismiques. Et plus important encore, le fait est que les ondes sismiques sont le mouvement du sol lui-même , alors que le graphique de l'altitude de ma voiture montre simplement comment je me suis déplacé sur un terrain qui - pour autant que je sache - était parfaitement stationnaire.

Ondes gravitationnelles

De la même manière, les ondes gravitationnelles sont des perturbations de l'espace-temps lui-même , plutôt que des variations que je mesure lorsque je me déplace dans un espace-temps (presque) statique. Les variations que ZRF a vues étaient compatibles avec un champ gravitationnel presque statique - pas d'ondes. En particulier, ce qu'ils ont vu était cohérent à la fois avec la gravité newtonienne et la relativité générale d'Einstein, tandis que les ondes gravitationnelles sont seulement cohérentes avec la relativité générale. Plutôt que le champ gravitationnel changeant dans le temps à un endroit particulier (ce qui est la cause des ondes gravitationnelles), l'appareil de mesure de ZRF se déplaçait à travers ce champ, car l'appareil se déplaçait avec la surface de la Terre à travers le champ. C'est pourquoi ils ont vu des variations dans le temps, mais ces variations n'étaient pas des ondes gravitationnelles. [Plus techniquement, l'OP semble confondre une dérivée advective et une dérivée partielle.] La mesure ZRF semble être un très bon résultat, mais c'est juste un phénomène différent.

Pour être plus précis, les ondes gravitationnelles ne sont pas seulement des perturbations dans l'espace-temps lui-même; ce sont des perturbations qui se propagent sous forme d'ondes à la vitesse de la lumière . Nous savons que le signal GW150914 s'est déplacé - au moins presque - à la vitesse de la lumière, car il a été mesuré dans un détecteur 7 millisecondes après l'autre. Et comme les détecteurs sont situés à 10 milli-secondes-lumière l'un de l'autre, cela signifie que le signal a voyagé au moins presque aussi vite que la lumière. [Nous pensons que le signal a voyagé à la vitesse de la lumière; nous attribuons la différence à la nature plane de ces ondes gravitationnelles et au fait que les ondes n'allaient pas directement d'un détecteur à l'autre. Voir ici pour une explication.]

Maths à partir des équations d'Einstein

Examinons maintenant les mathématiques clés qui sous-tendent cette définition. Ceci est discuté dans une section sur wikipedia (que je pense avoir écrite, en fait). Le point de base est que le champ gravitationnel est décrit par la quantité $ \ bar {h} ^ {\ alpha \ beta} $, qui obéit à l'équation \ begin {équation} \ tag {1} \ frac {1} {c ^ 2} \ frac {\ partial ^ 2} {\ partial t ^ 2} \ bar {h} ^ {\ alpha \ beta} = \ nabla ^ 2 \ bar {h} ^ {\ Alpha Beta}. \ end {équation} (Au moins cela est vrai dans un espace vide, et en ignorant les non-linéarités.) Si vous avez suivi un cours de physique de niveau universitaire, vous devriez reconnaître cette équation comme une équation d'onde de base. Le côté gauche mesure le taux de changement dans le temps à un endroit particulier, tandis que le côté droit mesure le taux de changement lorsque vous vous déplacez dans l'espace à un moment donné. Comme on le voit sur cette page wiki, cette équation est dérivée directement des équations d'Einstein. En particulier, Einstein a prédit l'équation (1), avec $ c $ comme vitesse de la lumière. Il s'avère que la théorie de la gravité de Newton suppose que le champ se propage infiniment rapidement: $ c \ vers \ infty $, ce qui équivaut à $ 1 / c ^ 2 \ à 0 $. Cela signifie que dans la gravité newtonienne, vous pouvez ignorer le côté gauche, qui est le taux de changement du champ à un endroit particulier par rapport au temps. Et en effet, il s'avère que la gravité du système solaire est assez bien décrite par cette équation newtonienne plus simple \ begin {équation} \ tag {2} \ nabla ^ 2 \ bar {h} ^ {\ alpha \ beta} = 0. \ end {équation} En fait, c'est essentiellement la même chose que la bien connue équation de Poisson telle qu'elle apparaît dans la gravité newtonienne. Maintenant, $ \ bar {h} ^ {\ alpha \ beta} $ est toujours autorisé à changer dans le temps, car les planètes et les lunes (et le soleil) peuvent bouger, mais la dépendance temporelle de $ \ bar {h} ^ { \ alpha \ beta} $ n'entre tout simplement pas dans cette équation.

Nous pouvons donc regarder le champ que ZRF mesurait. Leurs données sont bien modélisées [comme Floris l'a magnifiquement montré ici] par un champ assez simple qui est assez bien spécifié comme \ begin {équation} \ tag {3} \ bar {h} ^ {00} = 2 \ frac {G_ \ mathrm {N}} {c ^ 2} \ left (\ frac {M_ \ mathrm {Earth}} {d_ \ mathrm {Earth}} + \ frac {M_ \ mathrm {Lune}} {d_ \ mathrm {Lune}} + \ frac {M_ \ mathrm {Sun}} {d_ \ mathrm {Sun}} \ right), \ end {équation} où $ d_ \ mathrm {Terre} $ est la distance entre le centre de la Terre et le point spécifié, etc. [Le modèle de Floris est plus sophistiqué que cela, avec ses nombres d'Amour et autres, mais c'est suffisant pour faire passer le point .] Maintenant, cette formule satisfait déjà l'équation (2) - la théorie de Newton - mais elle satisfait aussi presque l'équation (1), car la seule dépendance temporelle concerne la rapidité avec laquelle la terre, la lune ou le soleil sont accélération vers ou loin du point en question - qui sont tous de très petits nombres. Ensuite, c'est divisé par $ c ^ 2 $, ce qui est un nombre énorme, donc le côté gauche de l'équation (1) est fondamentalement zéro de toute façon. Brancher quelques chiffres que je reçois au maximum \ begin {équation} \ frac {1} {c ^ 2} \ frac {\ partial ^ 2} {\ partial t ^ 2} \ bar {h} ^ {00} \ approx 10 ^ {- 30} \ mathrm {m} ^ {- 2}. \ end {équation} Donc, pour satisfaire l'équation d'Einstein (1), il vous suffit d'ajouter quelque chose à l'équation (3) pour équilibrer cela, ce qui serait une très petite quantité - bien dans les erreurs apparentes dans les données de ZRF. Voici donc le point clé: Les données ZRF ne sont pas suffisamment précises pour nous dire si l'équation d'Einstein (1) ou l'équation de Newton (2) est une meilleure description de la réalité. Et la version de la gravité de Newton ne tient pas compte des ondes gravitationnelles, ce qui signifie que ZRF ne pouvait pas mesurer les ondes gravitationnelles.

Les ondes gravitationnelles sont des changements dans le champ gravitationnel qui ne satisfont pas l'équation (2); ils exigent vraiment que $ c $ soit fini, et nécessitent vraiment la forme complète de l'équation (1). La raison pour laquelle GW150914 est important est qu’il s’agit de la première mesure directe d’un champ gravitationnel où l’équation (2) ne suffit pas; pour GW150914, $ c $ doit être fini, et l'équation (2) est tout simplement fausse. Même le champ gravitationnel d'un seul trou noir ne varie pas dans le temps, de sorte que $ \ partial ^ 2 / \ partial t ^ 2 $ side est juste $ 0 $ [bien qu'il y ait des choses que j'ai laissées de côté dans l'équation (1) qui viennent dans]. Voir le comportement dynamique (dépendant du temps) du champ gravitationnel sous cette forme est un gros problème. ZRF n'a pas fait cela; leurs données étaient cohérentes à la fois avec $ c $ fini et avec $ c = \ infty $.

Conclusion

Enfin, si vous ne me croyez toujours pas, voici un argument sociologique: il suffit de regarder l'article de Zumberge, Rinker et Faller cité par l'OP. La seule fois où le mot «onde» est utilisé par ZRF est lorsqu'il fait référence à la longueur d'onde de leur laser. Les ondes gravitationnelles ont été prédites en 1916 et faisaient l'objet de recherches actives au moment de la publication de ZRF. Ainsi, non seulement on ne leur attribue pas le mérite d'avoir "découvert les ondes gravitationnelles", mais ils n'ont pas eux-mêmes prétendu l'avoir fait - probablement parce qu'ils savaient que non. L'effet mesuré par ZRF variait dans le temps principalement parce que l'emplacement de leur appareil de mesure changeait. Bien que les positions relatives du soleil, de la terre et de la lune changeaient également, c'était sur une échelle de temps beaucoup plus lente, de sorte que ce qu'ils voyaient était cohérent avec la gravité newtonienne et n'était pas une détection d'ondes gravitationnelles.

Vous pouvez être en désaccord sur la définition de l'expression «ondes gravitationnelles» avec ZRF, LIGO, le reste de la communauté de physique et tout le monde ici sur stackexchange, tout ce que vous voulez, mais ce qui compte en fin de compte, c'est que LIGO a trouvé quelque chose de vraiment unique dansl'histoire de la science.

Merci @Mike pour cette contribution, qui est certainement détaillée.Cependant, l'hypothèse que vous (et Zumberge et al) faites s'articule autour du fait que les mesures de Zumburge sont incapables de mesurer la vitesse de propagation (les ondes Z varient dans le temps), ce que j'ai déjà reconnu.Cela ne veut pas dire que le type d'onde qu'ils mesuraient était de marée (newtonien) et non gravitationnel (Einstein).Pour reprendre votre métaphore, l'analogie que je vous propose est celle de la mesure de la dérive des continents par rapport aux ondes sismiques.Comme déjà indiqué, la physique des deux systèmes est la même - orbites planétaires par rapport aux orbites binaires des trous noirs.
@Sandgroper Le fait est que les mesures de ZRF étaient cohérentes avec Newton et Einstein.Alors que nous pensons que la théorie correcte est celle d'Einstein, l'expérience ZRF n'a fourni aucune preuve à l'appui de cette croyance particulière.Vous pouvez analyser leur expérience dans l'une ou l'autre théorie et obtenir le résultat observé.De plus, ni la théorie de Newton ni celle d'Einstein n'étaient les variations qu'ils mesuraient des ondes;il n'y a tout simplement pas de vagues dans ZRF - juste des variations.
Surtout - à moins que vous ne mesuriez en deux points distincts et que vous démontriez un déphasage, vous ne pouvez pas distinguer les ondes de propagation des champs statiques.ZRF était une mesure en un seul point.
@Mike le lien que vous donnez dans les commentaires à ma réponse est important.Dans la conclusion, il est dit: "La partie différentielle de la déformation de marée ressemble à un signal d'onde gravitationnelle et doit être supprimée en actionnant les miroirs".Peut-être devriez-vous l'intégrer dans votre réponse.
Merci @mike pour le lien et j'ai lu la conclusion.Encore une fois, il semble que je ne fasse pas passer mon point de vue.Dans un commentaire précédent qui a été supprimé, j'ai noté que le pro David Blair avait confirmé que "LIGO mesure les variations de marée de l'ordre du micron, mais ce ne sont pas des ondes gravitationnelles."Je ne suis pas d'accord.LIGO filtre l'onde gravitationnelle locale générée par notre système solaire avec l'onde de gravité de marée due à la croûte terrestre.L'onde gravitationnelle a des pics et des creux à des endroits impairs pour diverses raisons mais se propage néanmoins à la vitesse de la lumière avec une longueur d'onde très longue et des jours par cycle.
@Mike a écrit "il n'y a tout simplement pas de vagues dans ZRF - juste des variations" En dehors de cela, je suis d'accord avec ZRF étant cohérent avec Zac et Al.Mais comme indiqué dans ma réponse mise à jour, une onde se distingue d'un champ par sa capacité à propager des informations.Posez-vous la question suivante: la rotation d'un magnétique dans l'espace produit-elle une onde magnétique ou un champ magnétique statique?De même, quelle doit être la taille des étoiles binaires et à quelle vitesse doivent-elles tourner avant que ce que vous appelleriez un champ dynamique ne devienne une onde de propagation?Ou quelle est la condition?....
... Ma réponse peut aider à comprendre les effets quantiques (ie champ proche).Je crains que votre réponse soit simplement le maintien du statu quo, mais j'aimerais l'entendre.
Aucun chercheur professionnel travaillant dans les ondes gravitationnelles (moi y compris) ne conteste qu'elles sont émises par la lune, la terre, le soleil et le reste du système solaire.La Relativité Générale est sans échelle, c'est-à-dire qu'elle ne contient aucune limite - haute ou basse - sur la masse d'objets qui pourraient émettre.Je ne conteste pas non plus que les effets quantiques et les effets de champ proche entreraient en jeu dans une analyse complète.Ce que je conteste, c'est la capacité de ZRF à se rapprocher même de mesurer l'une de ces choses.Si vous souhaitez utiliser les équations de GR pour trouver des chiffres prouvant le contraire, n'hésitez pas.
#3
+49
DarioP
2016-04-21 14:41:39 UTC
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C'est le MÊME effet d'onde gravitationnelle mesuré récemment par les recherches du LIGO

Ce n'est pas le cas.Bob a déjà donné une bonne réponse, mais je voudrais ajouter quelques analogies profanes.

Imaginez un étang.Avec des instruments simples, vous pouvez mesurer le niveau de l'eau au fil des saisons et vous obtiendrez une tendance ondulée comme basse en été, haute en hiver, mais ce n'est que la tendance de l'eau .Mesurer les vagues d'eau signifie être capable de détecter les minuscules ondulations à la surface lorsqu'une goutte tombe dans l'étang, et c'est une histoire totalement différente.

En considérant l'air plutôt que l'eau, l'analogie consiste à détecter la pression atmosphérique, facilement réalisable avec un baromètre, par rapport à l'enregistrement du son, pour lequel il faut au moins un phonographe.Notez qu'entre ces deux instruments, il y a plus de deux siècles de recherche en physique et en ingénierie!

Les commentaires ne sont pas destinés à une discussion approfondie;cette conversation a été [déplacée vers le chat] (http://chat.stackexchange.com/rooms/38901/discussion-on-answer-by-dariop-how-does-zumberges-1981-gravitational-measuremen).
#4
+13
anna v
2016-04-21 15:51:27 UTC
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Je voudrais ajouter une description de la différence entre LIGO et l'expérience dans la question en entrant dans le cadre quantique, en acceptant que la quantification efficace utilisée dans les problèmes cosmologiques est à l'œuvre.

La comparaison de la gravité avec les champs électriques et magnétiques a été mentionnée dans les réponses et les commentaires. L'expérience de la question étudie la gravitostatique, analogue à l'électrostatique et à la magnétostatique.

Le cadre de quantification de l'électrodynamique permet de décrire les champs électriques et magnétiques statiques par les échanges de photons virtuels . Il y a une réponse intéressante de Lubos Motl à la question "Description des photons virtuels des champs B et E" que l'on peut étendre de manière analogue pour le champ gravitationnel comme confluence de gravitons virtuels.

Donc la différence dans les expériences est que LIGO étudie un faisceau de gravitons sur coquille d'où émerge l'onde gravitationnelle, de la même manière que les expériences optiques mesurent un faisceau de photons sur coquille d'où émerge le champ électromagnétique.

L'expérience de la question étudie l'équivalent du champ électrique (ou magnétique), au mieux avec des interactions gravitoniques virtuelles.

Ce qui est en tout cas une reconnaissance que les deux mesures sont des ondes gravitationnelles, et non la variété de marée des ondes de gravité.QED.
Non, ça ne l'est pas.Les deux mesurent les effets gravitationnels, mais les ondes gravitationnelles ont sur les gravitons de la coquille de masse, c'est-à-dire les particules élémentaires, comme les ondes électromagnétiques ont sur les photons de la coquille de masse.Par exemple, ce sont les ondes em qui génèrent l'effet photoélectrique, pas le champ électrique d'un condensateur, peu importe combien il change, car les photons entre les plaques d'un condensateur ne sont pas sur la coque de masse, pas réels.
pour continuer sur cette ligne: placez un courant alternatif sur un condensateur.Fera-t-il une bonne antenne rayonnant une onde EM?Non, une très petite partie de la puissance peut être rayonnée sous forme d'em wav, mais le champ électrique changeant est juste un champ électrique changeant, c'est-à-dire une différence de potentiel variable, avec la fréquence du courant alternatif mais pas d'onde.De la même manière, et bien pire parce que la constante gravitationnelle est si petite, les distributions de masse changeantes asymétriquement rayonneront une infime quantité d'ondes gravitationnelles, mais la plupart de la puissance se trouve dans le champ gravitationnel qui fait varier une différence de potentiel.
Les gravitons sont encore des conjectures.il n'y a pas de théorie largement acceptée de la gravité quantique.
Merci pour cette contribution @annav, mais comme noté ailleurs la question à ce stade est bien plus prosaïque et banale.Il s'agit maintenant d'une question si simple, que seule une réponse simple suffira: comment LIGO peut-il détecter les ondes de Zumburge si LIGO ne peut pas détecter les ondes de gravité de marée?LIGO ne détecte que les ondes gravitationnelles et le bruit, et les ondes de Zumburge sont détectées par LIGO.Par conséquent, les ondes de Zumberge sont des ondes gravitationnelles.
Je me rends compte que la réponse frivole sera "LIGO détecte les ondes de gravité de marée", et si tel est le cas, je pense qu'il doit être étayé par des preuves convaincantes, car franchement, je ne vois absolument pas comment l'interféromètre LIGO en Australie occidentale pourrait éventuellementdétecter le flux et le reflux des marées à Fremantle.Je suis cependant tout à fait prêt à être corrigé et, à cette fin, je visiterai l'observatoire LIGO pendant le week-end.
Jamais entendu parler des "ondes de gravité de marée", mais LIGO détecte les marées, comme détaillé dans - juste pour prendre un exemple - [ce document technique de LIGO] (https://dcc.ligo.org/public/0028/T970059/000/T970059-01.pdf)
@PeterR Oui, je l'énonce comme hypothèse au début de ma réponse."accepter que la quantification efficace utilisée dans les problèmes cosmologiques soit à l'œuvre."
@Sandgroper Regardez les conclusions dans le lien de Mike "La partie différentielle de la déformation de marée ressemble à une onde gravitationnelle signal et doit être supprimée en actionnant les miroirs. "Les marées sont prévisibles avec des fonctions mathématiques dépendant des orbites des planètes et des étoiles de notre système. Elles ont supprimé l'effet des marées.
@Mike tnx pour l'avoir souligné, mais les «marées» auxquelles le document LIGO fait référence sont les mêmes mesures de variation gravitationnelle qui ont été incorrectement classées comme «marées» par Zumberge et LIGO.Une onde de gravité «de marée» est cependant le type omniprésent d'onde de surface que vous pouvez voir sur la plage, dans les formations d'ondulation nuageuse et au-dessus des montagnes.LIGO ne détecte pas ces ondes car il n'y a pas de variation gravitationnelle.Ils peuvent se former par gravité statique.C'est mon point.Les vagues auxquelles LIGO se réfère comme étant dues aux «marées de terre» ne sont pas marémotrices mais gravitationnelles.Cela a été négligé.
@Sandgroper jetez un œil à ce https://jwenning.web.cern.ch/jwenning/documents/EnergyCal/tide_slrep.pdf tout le sol bouge au rythme de la marée, maximum 40 cm https://en.wikipedia.org/wiki/ Earth_tide
Merci @anna, pour le papier LEP, puis-je rendre la pareille en vous invitant à revoir ce que l'on entend par onde de gravité ici -> https://en.wikipedia.org/wiki/Gravity_wave
Ondes gravitationnelles définies succinctement ici -> http://www.tapir.caltech.edu/~teviet/Waves/gwave.html
Ecoutez, je pense que vous confondez complètement les ondes de gravité avec les ondes gravitationnelles.Comme je l'ai dit, je crois que la gravité sera quantifiée, et la différence entre les deux pour moi est claire comme je l'ai décrit ci-dessus.Wiki pour les ondes gravitationnelles le précise: "Dans certaines circonstances, les objets en accélération génèrent des changements dans cette courbure, qui se propagent vers l'extérieur à la vitesse de la lumière d'une manière ondulatoire. Ces phénomènes de propagation sont connus sous le nom d'ondes gravitationnelles."L'expérience que vous prétendez mesure les ondes gravitationnelles ne mesure que les changements d'énergie potentielle gravitationnelle.La partie asymétrique
des masses impliquées dans les changements mesurés dans l'expérience Z, généreront des ondes gravitationnelles très faibles, mais ce ne sont pas celles qui ont été mesurées par Z. L'équivalent pour LIGO serait si l'on avait des détecteurs où les deux trous fusionnaient et mesuraientles changements du potentiel gravitationnel pendant la fusion, ils seraient importants et ne correspondraient pas à un modèle newtonien, alors que le Z est tout à fait cohérent avec un modèle newtonien, donc ne pourrait pas être une découverte.
#5
+10
tfb
2016-04-22 19:30:09 UTC
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Un moyen très simple de voir que ce n'est pas le même phénomène que les ondes gravitationnelles prédites par GR est de considérer l'énergie du système.

À cette fin, considérez un système Terre / Lune / Soleil purement newtonien (ou simplement Terre / Soleil si vous êtes découragé par le problème des trois corps). Que chacun des corps soit parfaitement élastique, afin qu'aucune énergie ne soit perdue par les effets de marée (de manière équivalente, que chaque corps soit rigide, ou une particule ponctuelle: nous devons juste empêcher le système de se dissiper par frottement).

Deux choses sont désormais claires.

  1. Ce système ne rayonne pas d'énergie: au moins dans le cas des deux corps, il continuera d'exister pour toujours, car nous pouvons trouver une solution exacte (pour le cas de masse rigide / de masse ponctuelle de toute façon) qui montre que ce sera le cas. Dans le cas des trois corps, il en sera probablement de même: il ne manquera certainement pas de le faire car il a rayonné de l'énergie.

  2. Une mesure de la valeur locale de $ g $ à la surface des corps montrera une variation, comme ci-dessus.

De ces deux choses, il est clair que l'énergie n'est pas emportée hors du système via ce phénomène. En d'autres termes, ce phénomène n'est pas une onde gravitationnelle.

C'est complètement différent du cas en GR, où les ondes gravitationnelles emportent l'énergie loin du système, provoquant une inspiration des corps et leur éventuelle collision.

Une autre façon de voir cela est de considérer un système newtonien à deux corps, où les deux corps sont des sphères rigides (c'est une idéalisation). Les deux corps sont en orbite, et l'un d'eux (ou les deux, ce n'est pas grave) tournera également, avec une période beaucoup plus petite que la période du système global mais sur le même axe (cela signifie être un modèle rudimentaire du système Terre-Lune ou Terre-Soleil). Considérons maintenant un appareil qui mesure $ g $ sur le corps en rotation: cet appareil mesurera clairement une variation de la valeur de $ g $ qui a une fréquence angulaire $ \ omega_r \ pm \ omega_o $ où $ \ omega_r $ est la fréquence angulaire de la planète en rotation et $ \ omega_o $ est la fréquence angulaire de tout le système. Et vous pouvez faire tourner la planète aussi vite que vous le souhaitez, ce qui rend cette fréquence aussi élevée que vous le souhaitez, mais, très clairement, cela n'affecte pas les mesures non effectuées par un appareil attaché à la planète en rotation: toute la mesure est un artefact.

Une dernière approche consiste à considérer la puissance émise par le système Terre-Lune. Il y a une approximation pour cela:

$$ P = \ frac {32 G ^ 4} {5 c ^ 5} \ frac {(m_1 m_2) ^ 2 (m_1 + m_2)} {r ^ 5} $$

Et vous pouvez brancher les différentes valeurs pour les masses et le rayon orbital, et vous obtenez une puissance rayonnée d'environ 7 $ \ times10 ^ {- 6} \ mathrm {W} $. Il s'agit de la puissance rayonnée par l'ensemble du système : il n'est tout simplement pas plausible qu'un détecteur puisse être construit qui soit sensible pour répondre à la moindre fraction de ce qu'il intercepte.

(Le système Terre / Soleil rayonne environ 200 $ \ mathrm {W} $.)

Désolé, @tfb,, mais la question à laquelle il faut répondre est de savoir comment LIGO peut-il détecter les ondes de Zumburge si LIGO ne peut pas détecter les ondes de gravité de marée?LIGO ne détecte que les ondes gravitationnelles et le bruit, et les ondes de Zumburge sont détectées par LIGO.Par conséquent, les ondes de Zumberge sont des ondes gravitationnelles.
Cela me rappelle également le dernier théorème de Fermat.Il a prétendu avoir une solution simple, mais au moment où il a terminé le cas simple de n = 4, il était manifestement évident que cela n'allait pas être simple.De même, l'explication ci-dessus n'est certainement pas simple.En effet, il s'agit bien d'un cas - ignoranus ignoratum - expliquant l'obscur avec quelque chose d'encore plus obscur Veuillez simplement expliquer pourquoi LIGO est capable de détecter les ondes de Zumburge si LIGO ne peut pas détecter les ondes de gravité de marée?LIGO ne détecte que les ondes gravitationnelles et le bruit, et les ondes de Zumburge sont détectées par LIGO.
@Sandgroper Je ne sais pas si LIGO est sensible aux variations de $ g $, même si cela pourrait bien l'être.Les horloges à pendule, qui sont sensibles aux variations de $ g $, sont également sensibles à la température et (si elles fonctionnent dans l'air) à la pression barométrique: cela ne les rend pas insensibles à $ g $, cela signifie simplement que vous devez les compenser.
a écrit Un moyen très simple de voir que ce n'est pas le même phénomène que les ondes gravitationnelles prédites par GR est de considérer l'énergie du système. Oui, c'est une onde de très basse énergie, aucun doute à ce sujet.Si bas qu'une méthode de détection LIGO ne le capterait jamais car il est réglé sur des signaux de fréquence plus élevée ~ 300hz et enlève rien de moins dans les bandes de secondes par cycle.C'est la beauté de cela.La technique Z est capable de mesurer la très longue onde gravitationnelle lunaire se propageant à très faible énergie.
^ "La technique Z EST capable de mesurer l'onde gravitationnelle lunaire extrêmement longue à très faible énergie se propageant."Pourquoi dis tu cela?De quelles preuves disposez-vous pour étayer cette affirmation?Nous avons besoin de science, pas seulement de revendications.
@Mike Je ne suis pas sûr qu'il soit utile d'essayer d'en discuter avec eux, malheureusement: la science est évidente mais je ne pense pas qu'ils l'entendront.
#6
+5
Dewi Morgan
2016-04-23 22:02:04 UTC
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Les ondes gravitationnelles détectables peuvent avoir une fréquence de 10 ^ -7 Hx à 10 ^ 11 Hz. La fréquence est en grande partie sans importance pour savoir si elles sont considérées comme des vagues.

Je trouve qu'il est préférable dans les discussions d'être d'abord sûr que nous utilisons tous le même terme pour décrire la même chose. J'éviterai donc dans un premier temps le terme "vague", afin de le définir au mieux.

Ce qui compte, c'est qu'ils soient propagation des vibrations.


Considérons donc, pour simplifier, notre système Terre-Lune, dans le modèle simple à 2 dimensions "feuille de caoutchouc", avec tous les autres corps proches ignorés. Les planètes sont de lourds disques sans friction.

Nous les considérons, au départ, au repos, ne tournant pas les uns sur les autres. Chacun fait une bosse ou une fossette dans la feuille qui atteint l'autre. En fait, puisque les deux sont dans la fossette de l'autre, nous nous retrouvons avec la somme des deux étant une sorte de fossette en forme de sablier.

Nous marquons maintenant plusieurs points, également espacés, sur le périmètre du disque "terre". Nous plaçons un "détecteur d'étirement en caoutchouc" à chaque point marqué, et naturellement, il détecte un peu plus d'étirement dans la direction du disque "lune", avec plus d'étirement plus le détecteur est profond dans la fossette du disque lunaire.

Nous commençons à déplacer lentement les deux disques l'un sur l'autre. Les détecteurs d'étirement aux points que nous avons marqués détecteront une "forme d'onde" - que, pour plus de clarté, j'appellerai une "marée" - de puissance gravitationnelle croissante puis décroissante.

La vitesse des hauts et des bas dans la mesure de cette marée par nos points marqués dépend entièrement de la vitesse à laquelle nous faisons orbiter les disques les uns autour des autres.

Plus important encore, la vitesse à laquelle la marée se déplace entre les différents détecteurs dépend également entièrement de la vitesse à laquelle nous déplaçons les disques.

Ceci est dû au fait que la fossette de la plaque "lune" reste la même, c'est juste que lorsque les deux plaques tournent en orbite, le point de mesure se déplace plus profondément ou plus loin de la fossette causée par la plaque lunaire. Les orbites étant circulaires, les changements de mesures à chaque point ressemblent à une forme d'onde.

Ensuite, nous déposons une bille à plusieurs mètres sur la feuille. Des ondulations en sortiront. Ils se déplacent à la vitesse de propagation de la feuille ("vitesse de la lumière", si vous voulez), et ne sont pas statiques sur une fossette du marbre. Ils finiront par passer les détecteurs sur notre plaque terrestre et seront mesurés comme une ondulation en forme de vague. Une autre chose à noter à propos de ces ondulations est qu'elles sortent de la feuille et s'enfoncent dedans: elles sont bidirectionnelles.

Placez un vibrateur sur la feuille à une certaine distance. Encore une fois, nos détecteurs mesurent les ondulations, pas les fossettes statiques, se déplaçant à la vitesse de propagation de la feuille.


Il est, espérons-le, intuitivement évident pour nous tous que les ondulations sont de petites déformations bidirectionnelles, alors que les marées sont de grandes déformations unidirectionnelles relativement statiques.

Le terme "gravitational wave" se réfère uniquement aux ondulations qui se propagent, pas à la marée statique.


Nous pouvons désormais traiter les revendications spécifiques formulées dans le PO.

C'est le MÊME effet d'onde gravitationnelle mesuré par le LIGO fait des recherches récemment

Ce n'est pas une onde gravitationnelle, c'est une mesure des marées provoquées par le mouvement d'un seul détecteur dans la fossette Terre-Lune. S'il y avait eu un deuxième détecteur, il aurait été clair que ces marées ne se propagent pas à travers la terre à la vitesse de la lumière, mais à la vitesse du mouvement de la lune.

(signalé le 11 février 2016).

Sans lien spécifique avec les affirmations dont vous discutez, ma réponse (et celle de tous les autres) ne peut être que des conjectures. Il est tout à fait possible que les opérateurs de LIGO soient devenus fous et signalent des effets de marée comme des ondes gravitationnelles ou quelque chose du genre, mais comme nous n'y avons pas accès, nous devons plutôt supposer qu'ils ne l'ont pas fait.

LIGO détecte, puis filtre cette onde gravitationnelle locale

Ceci utilise le terme "onde gravitationnelle" de manière incorrecte. Il est plus correct de dire: "LIGO détecte réellement, puis filtre, ce bruit de marée gravitationnel local."

afin de détecter les distantes produisant les ultra faibles ondes gravitationnelles des trous noirs binaires. Bien que la sensibilité nécessaire pour les détecter est 3 ordres de grandeur plus élevé dans les deux fréquence et amplitude,

Tout ce qui précède semble correct.

les ondes "gravitationnelles" LIGO sont autrement exactement les mêmes ondes «gravitationnelles» déjà découvertes en 1981 en notre propre système solaire.

Ce qui précède n'est correct que compte tenu de la définition erronée de «onde gravitationnelle» corrigée déjà ci-dessus.

Il est plus correct de dire: "Le bruit de marée gravitationnel filtré par LIGO est en effet le même signal de marée gravitationnel qui a été mesuré en 1981 et découvert en 1687 lorsque Newton a découvert que la lune était la cause des marées."

La preuve en est que LIGO détecte les ondes gravitationnelles mais peut NE PAS détecter les ondes de gravité «de marée».

C'est techniquement vrai: il ne peut pas les détecter car il les filtre hors, comme indiqué dans la toute première phrase que j'ai citée ci-dessus.

Ainsi, la catégorisation des vagues de Zumberge comme gravité "marémotrice" est incorrecte

Non, c'est exactement ce qui était mesuré.

car les raz-de-marée sont ceux entre deux surfaces en raison de la gravité.

Plus correctement, "les effets de la gravitation des marées sont ceux mesurés en un point lorsqu'une masse se déplace autour de ce point."

Ceux-ci ne peuvent pas être détectés par un interféromètre.

Les interféromètres sont explicitement conçus pour détecter l'étirement de la "feuille de caoutchouc". La gravité de la lune étire bien la feuille de caoutchouc. Le mouvement de la lune autour de la terre déplace bien sa gravité par rapport à la terre, provoquant des effets de marée où la feuille de caoutchouc s'étire plus ou moins.

Donc, ce qui précède est manifestement faux. Il serait écrit plus précisément: "Celles-ci doivent être filtrées très précisément des mesures de l'interféromètre pour que les effets beaucoup plus petits des ondes gravitationnelles soient détectables."

Les mesures de Zumberge sont gravitationnelles variations elle-même, donc gravitationnelles.

Oui. Changements dans la force de gravité ressentie à la surface de la terre, dus aux forces de marée de la lune se déplaçant autour d'elle.

Pourquoi le travail de 1981 de Zumberge, Rinker et Faller a-t-il été ignoré?

Parce que dans l'article que vous avez lié, ils disaient simplement "Hé, nous avons développé cet appareil beaucoup plus petit pour mesurer ces effets de marée que nous connaissons depuis des milliers d'années. Il est portable, vérifiez-le." Ils ne prétendent pas avoir découvert de nouvel effet gravitationnel; ils montrent simplement la conception d'un meilleur équipement pour mesurer les effets précédemment connus.

Leur graphique a été affiché sans fanfare car tout le monde connaît déjà les marées. L'intérêt de leur appareil est qu'il permet (après avoir annulé les effets de marée) de mesurer de subtiles variations de gravité dues aux effets géologiques.

Donc, corrigé des erreurs de définition de «onde gravitationnelle» et de compréhension du fonctionnement des interféromètres, l'OP ne contient aucune affirmation inhabituelle, mais la question elle-même disparaît alors.


Certaines personnes ont inventé un gadget portable sympa pour mesurer la force de la gravité en tout point de la terre.Comme beaucoup l'avaient fait avant eux, ils l'ont ensuite mesuré au fil du temps et ont dessiné un graphique des effets des marées sur une période de quelques jours.C'est tout.

Le LIGO terrestre est construit sur des mouvements avec les forces de marée et LIGO supprime ce signal d'onde de gravité non propagée.Dans le processus, il supprime également l'onde gravitationnelle qui se propage qui donne naissance à l'onde de gravité de marée.Les ondes de Zumberge contiennent également cette composante d'onde non propagée en raison de la rotation de la Terre et aussi l'onde gravitationnelle se propageant plus subtile due au cycle lunaire.Cette onde gravitationnelle peut être détectée sans marée aux pôles et se module très lentement mais se propage toujours à la vitesse de la lumière.La mesure de Zumberge est une onde gravitationnelle.
@Sandgroper Vous avez trouvé le lien que vous n'avez pas donné, alors?Qu'Est-ce que c'est?Sinon, d'où tirez-vous ces affirmations?Parce qu'il n'y a rien dans tout ce que vous avez lié qui prétend quelque chose d'aussi bizarre que cela.[modifier: notez que je dis "bizarre" plutôt que "absurdité".Lorsque la relativité entre en jeu, les choses deviennent bizarres.Vous avez donc peut-être raison à 100%.Mais je ne peux pas le dire, sauf si je regarde les mêmes sources que vous.]
Nous vous remercions de votre point de vue.J'ai répondu à ma propre question (voir ci-dessous).Bien que nous n'ayons pas nécessairement communiqué efficacement, j'absorberai cependant vos commentaires (et d'autres) pour déterminer s'il est possible d'isoler l'onde gravitationnelle des mesures de l'appareil Z.Je soupçonne que non, mais cela aura plus à voir avec le mot «propager» qu'avec le mot «gravitationnel».Donc la réponse complète pourrait bien être que les ondes Z sont "gravitationnelles" mais pas "gravitationnelles", mais elles ne sont pas non plus entièrement "marémotrices".Des définitions claires de chacun sont essentielles.
J'ai dû y réfléchir pendant quelques minutes hier mais oui, bien sûr, il est possible d'isoler l'onde gravitationnelle des mesures Z - en utilisant l'analyse harmonique (de Fourier).J'ai mis à jour ma réponse (finale) en conséquence.
#7
+5
Ilja
2016-04-24 16:48:55 UTC
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Puisque "Sandgroper" n'abandonne pas :) (remarquable!), je vais aussi essayer une réponse différente très courte :)

Vous avez tout à fait raison, que le système solaire produit probablement aussi des ondes gravitationnelles.Mais qu'est-ce qu'une vague?

Le point concernant une onde électromagnétique est qu'elle tombe avec une distance de $ 1 / r $ et non de $ 1 / r ^ 2 $ comme champ statique.

On ne peut pas mesurer l'influence de la gravité d'un trou noir.Par exemplevoir un certain déplacement d'un dynamomètre à ressort.Il est trop loin et tombe avec $ 1 / r ^ 2 $.

L'influence de la position relative d'un système de deux trous noirs diminuera encore plus vite, comme un champ quadripolaire, avec $ 1 / r ^ 4 $.Aucune chance.

Mais ils ont mesuré quelque chose.Et par conséquent, concluez qu'il y a quelque chose transporté comme $ 1 / r $.Cela signifie également nécessairement que l'énergie est rayonnée .C'est clair dans l'analogie électromagnétique.

a écrit ... le système solaire produit probablement aussi des ondes gravitationnelles.Mais qu'est-ce qu'une vague? Si je génère une onde radio avec une longueur d'onde de 30 jours-lumière, cela peut sembler un champ magnétique non propagateur, mais je peux toujours envoyer 1 bit d'information tous les 30 jours à la vitesse de la lumière à tout ce qui est capable de le détecter.C'est une vague.
Si le système de champ gravitationnel oblong rotatif lune-terre peut être détecté près de la source (loin du centre de masse) avec un point de référence qui est essentiellement fixé dans l'espace le long du rayon par rapport au soleil, alors l'onde gravitationnelle détectée se sera propagéepar rapport au soleil du centre de masse du système au point d'observation fixe. Un point d'observation fixe peut être localisé sur la terre si la mesure est prise à la même heure chaque jour.
si vous générez une onde radio, vous le faites en déplaçant une charge d'avant en arrière.Vous mesurerez non seulement l'onde, mais également le champ statique variable de la charge.Ce sont deux choses distinctes. La mécanique newtonienne prédit qu'une masse en mouvement produira un champ changeant;mais pas de vagues.
vous avez donc probablement raison, que le système Terre-Lune produit des ondes, mais il s'agit d'un phénomène distinct du champ changeant pseudostatiquement
#8
+4
Floris
2016-04-23 08:04:15 UTC
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Pour démontrer que la gravité se propage comme une onde, vous devez mesurer à la fois l'amplitude (phase) et la vitesse.Cela nécessite au moins deux instruments spatialement séparés.Dans LIGO, c'est exactement ce qui a été fait: et ce n'est que parce que la même impulsion a été observée à deux stations _ à des moments différents_ que nous concluons que le champ gravitationnel se propage de manière ondulatoire.

L'expérience de 1981 n'a rien fait de tel.

+1 Mais je pense qu'un argument plus fort * que vous * pourriez faire valoir en particulier (et peut-être l'argument le plus fort possible) utilise [votre excellente réponse] (http://physics.stackexchange.com/a/128828/8007) à la questionOP cite, dans lequel vous adaptez magnifiquement les données tracées à un modèle.Ce modèle est vraisemblablement purement newtonien et les ondes gravitationnelles ne sont tout simplement pas une prédiction de la gravité newtonienne.
Les méthodes de détection des ondes gravitationnelles ne sont ni «newtoniennes» ni relativistes, et attribuer ces termes à des méthodes de détection est à la fois présomptueux et propagandiste.
@Sandgroper Je crois que vous répondez au commentaire de Mike, pas à mon message.Pourriez-vous s'il vous plaît vous abstenir de l'appeler par son nom?Il est normal de dire «faux», mais «présomptueux» a des connotations d'attaque personnelle que nous désapprouvons ici.
Incidemment, si LIGO mesure la distorsion de l'espace-temps, en quoi n'est-ce pas une mesure relativiste?
@Sandgroper Je n'ai pas dit que les * méthodes de détection * étaient newtoniennes;J'ai dit que * le modèle utilisé pour ajuster les données * était newtonien.Peu importe comment ils ont détecté ce qu'ils ont détecté;les données ZRF sont cohérentes avec un modèle basé uniquement sur la gravité newtonienne, et ce modèle ne permet pas les ondes gravitationnelles.
@Floris Comme l'a noté DavidZ, les commentaires ne doivent pas faire l'objet d'une discussion approfondie.Je crains que toute réponse à votre question ici n'entraîne mon emprisonnement indéfini et la torture par des xénophobes chinois totalitaires jusqu'à ce que je me repentisse devant les médias internationaux.Faites donc attention à ce que vous écrivez ici - vous ne savez jamais qui le lit.
#9
-5
Marcus Anderson
2016-04-24 06:25:16 UTC
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Au vu des informations fournies par les réponses plus professionnelles, je peux réaffirmer mon point de vue avec un peu plus de clarté.

Le Earth LIGO est construit sur des mouvements avec les forces de marée et LIGO ajuste pour ce signal d'onde de gravité non propagée. LIGO ignore également l'onde gravitationnelle qui se propage - qui est le résultat de la Terre ayant une lune et qui donne lieu à l'onde de gravité de marée - parce que la science qui conduit LIGO attend des cycles par seconde de fréquences d'une source de champ lointain. LIGO ne recherche tout simplement pas les ondes gravitationnelles en champ proche.

Les mesures de Zumberge contiennent également une composante d'onde non propagée différente en raison de la rotation de la Terre ainsi que l'onde gravitationnelle se propageant plus subtile due au système Terre-Lune. Cette onde gravitationnelle "lunaire" est observable sans la composante de marée aux pôles en raison de sa rotation autour du point d'observation et module sur le cycle lunaire, mais se propage toujours à la vitesse de la lumière. Cependant, ni LIGO ni Zumberger apparatii ne peuvent mesurer cette onde gravitationnelle se propageant aux pôles car les mesures de Zumburge ne mesurent que le long de l'axe vertical, tandis que LIGO dépend de variations de l'ordre de 1-1K Hertz.

Cependant, l'onde gravitationnelle se propageant peut être isolée en utilisant un appareil de Zumberge avec une technique d'échantillonnage numérique comme suit:

  1. Définissez une heure de la journée, par exemple midi, à laquelle un échantillon sera enregistré.
  2. Localisez l'appareil de Zumberge aussi près que possible de l'équateur
  3. Échantillon quotidien pendant 30 jours ou plus.

Le temps d'échantillonnage signifie que le soleil est maintenant le point de référence pour tous les échantillons, et que le point d'observation sur la terre est effectivement stationnaire par rapport au soleil et à la lune. propagation d'une onde gravitationnelle terre-lune apparaissant comme une onde sinusoïdale relativement parfaite.

Ainsi, la méthode de Zumberge est une méthode de détection des ondes gravitationnelles locales dans certaines circonstances, et la mesure de Zumberge en 1981/2 est effectivement une onde gravitationnelle, pas une onde gravitationnelle de marée, avec la mise en garde concernant le placement de l'appareil et le filtrage des effets diurnes.

Dans les mesures de Zumberge, l'appareil est idéalement placé au maximum G dans le système de champ proche - étant la surface de la Terre - mais parce qu'il est également suffisamment éloigné du centre de masse / gravité au point de mesure, nous pouvons dire que ceci est une onde et elle se propage par rapport au soleil.

En réponse aux critiques selon lesquelles ce n'est pas une onde mais un effet de champ statique, je ne suis pas d'accord. La meilleure analogie est un barreau magnétique et dans ce scénario, c'est la propagation d'une onde magnétique qui est intéressante. Si une onde peut être définie comme capable de propager des informations, mais qu'un champ statique n'est pas capable de propager des informations, et en faisant tourner un barreau magnétique, je peux propager des informations à travers l'espace qui peuvent être détectées par une boussole, alors c'est une onde magnétique qui se propage à la vitesse de la lumière.

De même, une onde gravitationnelle est une onde capable de propager des informations et l'appareil de Zumberge peut détecter des informations (changement de champ) dans le champ proche se propageant à partir de la rotation mensuelle du champ gravitationnel Terre-Lune autour de l'observation relativement statique point par rapport au soleil.

L'onde gravitationnelle en champ proche est une conséquence du champ gravitationnel oblong rotatif du système terre-lune par rapport au soleil. Ce système rotatif produit un effet d'onde gravitationnelle en champ proche par rapport au soleil mais est extrêmement faible et ne se propage pas au-delà du champ proche.

Il ne faut pas simplement supposer qu'aucune onde gravitationnelle en propagation n'est générée par le mouvement Terre-Lune dans notre système solaire simplement parce qu'elles ne se propagent pas dans le champ lointain.L'étendue du champ proche est inversement proportionnelle à la fréquence, donc le champ proche du système lunaire terrestre est peut-être de l'ordre de 30 à 60 jours-lumière de la Terre.

Néanmoins, il est détectable parce que nous sommes, en termes cosmiques, infiniment proches du CoG / CoM, mais pas du CoG / CoM.

Cela me résume assez bien.

maintenant la déclaration est probablement juste.On * pourrait * mesurer.Mais vous auriez besoin d'une * très * haute précision pour cela.Regardez le graphique dans votre question, à quelle distance certains points de données sont éloignés de la courbe d'ajustement ...
Vous ne pouvez pas détecter la propagation d'une onde sans au moins une certaine estimation de la vitesse de propagation.Comme la longueur d'onde est inversement proportionnelle à la fréquence, vous regardez une configuration TRÈS défavorable (longue longueur d'onde = petite pente, ce qui signifie qu'une différence de phase est difficile à mesurer).
#10
-16
Marcus Anderson
2016-04-22 16:46:40 UTC
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Si LIGO était sur Mars, il détecterait les ondes gravitationnelles planétaires locales de la même manière qu'il le fait actuellement sur Terre. Sauf sur Mars, il n'y aura pratiquement aucune onde gravitationnelle à détecter car elle n'a pas de lune pour pousser et tirer la planète de manière détectable. L'influence de la terre et de la lune serait également grandement diminuée mais pas complètement.

Nous sommes certainement trop proches des sources d'ondes gravitationnelles du système solaire local pour les mesures LIGO ou Zumberge pour déterminer leur vitesse de propagation. Cela sera possible lorsque LIGO pourra déterminer la distance de ses sources distantes d'ondes gravitationnelles.

Cependant, le mouvement physique des trous noirs binaires et des orbites planétaires produit nécessairement les mêmes ondes gravitationnelles, bien que de fréquence différente. La différence significative est UNIQUEMENT celle des longueurs d'onde plus longues et plus courtes (car la différence d'amplitude n'est pas significative) en dépit de ce que d'autres pourraient souhaiter. Ils se trompent simplement et clairement de manière manifestement évidente.

Pense-y de cette façon.Vous êtes sur un navire qui se déplace en cercle.Vous mesurez la distance entre votre navire et le rivage et vous remarquez que si vous le tracez, il forme une onde sinusoïdale.Alors vous déclarez: vous avez mesuré les vagues dans la mer!Bien sur, ce n'est pas le cas.Les vagues dans la mer ne sont pas la distance entre vous et le rivage, c'est la distance entre le fond marin et la surface de l'eau.
@slebetman C'est tellement loin du point que tout commentaire spécifique de ma part serait considéré comme défensif.Veuillez comprendre que je connais la différence entre les ondes de gravité de marée et les ondes gravitationnelles.J'examine cette question depuis plusieurs années maintenant - au moins 7. La question rhétorique que je vous ai posée est la même que celle que j'ai postée auparavant: Comment LIGO peut-il détecter les ondes de Zumburge si LIGO ne peut pas détecter les ondes de gravité de marée?LIGO ne détecte que les ondes gravitationnelles et le bruit, et les ondes de Zumburge sont détectées par LIGO.Par conséquent, les ondes de Zumberge sont des ondes gravitationnelles.Un cas de grincement cosmique!
LIGO ne détecte pas la magnitude de la gravité.Il détecte la distorsion de l'espace.Fondamentalement, ce que fait LIGO est de voir à quel point une règle très très stable s'étire (ce qui implique que l'espace entre les atomes eux-mêmes s'est déformé).La mesure de Zumburge ne détecte pas à quel point une règle idéale devient déformée - elle détecte le poids d'une masse donnée.Ce sont deux mesures très différentes.Bien entendu, LIGO détecte également les vibrations dues à la dilatation thermique, à l'activité humaine, etc., de sorte que ces sources de bruit doivent être exclues.
LIGO n'est pas le seul moyen de détecter les ondes gravitationnelles et Zumberge mesurait involontairement le motif des ondes gravitationnelles, pas une onde de gravité de marée.Il a fallu l'annonce de LIGO pour rendre cela évident, mais je suis désolé, vous ne comprenez tout simplement pas que les ondes de gravité de marée ne peuvent pas être mesurées par LIGO, mais LIGO mesure la même vague mesurée par Zumberge.Combien de fois dois-je me répéter?dix?100?1000 fois?
Vous ne comprenez tout simplement pas que LIGO ne mesure pas la même onde mesurée par Zumberge.Comme je l'ai dit.La vague de Zumberge est analogue à la distance entre le navire et le rivage.Les vagues LIGO sont analogues aux vagues à la surface de l'eau.LIGO NE MESURE PAS DU TOUT LA GRAVITÉ.Zumberge mesure la gravité.Au lieu de cela, LIGO ne mesure que la distorsion ondulatoire de l'espace-temps.Zumberge ne mesure pas du tout la distorsion ondulatoire de l'espace-temps, mais mesure simplement le poids d'un objet dans le temps.L'un mesure le poids, l'autre la distance.
Certes, si la mesure de Zumberge était suffisamment sensible, elle pourrait mesurer les ondes de gravité.Mais il serait tracé comme des ondulations à l'intérieur de la plus grande «vague».Les mesures de Zumberge n'étaient tout simplement pas assez sensibles.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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