Astronomía

¿Cuál es el estado de las detecciones de ondas gravitacionales en el CMB?

¿Cuál es el estado de las detecciones de ondas gravitacionales en el CMB?


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No he estado al tanto de esto, pero ¿alguien puede decirme cuál es el estado de las detecciones de ondas gravitacionales primordiales en el CMB? Esto se puede detectar esencialmente a través de observaciones de polarización en modo B, si no me equivoco, pero esas serían significativamente más débiles que la señal del modo E. ¿Ha logrado el equipo de Planck hacer algún avance en esto?


Estado de los detectores de ondas gravitacionales

La búsqueda de ondas gravitacionales está a punto de entrar en una etapa emocionante, ya que una nueva generación de detectores muy sensibles está en proceso de entrar en funcionamiento en todo el mundo. Los detectores interferométricos de Europa, EE. UU. Y Japón se unen a una red de detectores resonantes para ofrecer capacidades sin precedentes para observar el cielo de ondas gravitacionales. Más allá de esta generación de detectores, se han desarrollado planes para versiones avanzadas que pueden ver señales en un orden de magnitud menor en amplitud. También se prevén interferómetros en el espacio. Con toda esta nueva capacidad de observación, está claro que pronto se lanzará el campo de la astronomía de ondas gravitacionales.


Resumen

En el año del centenario de la Teoría de la relatividad general de Einstein, este artículo revisa el estado actual de la astronomía de ondas gravitacionales en un espectro que se extiende desde frecuencias de attohercios a kilohercios. Secta. 1 de este artículo revisa el desarrollo histórico de la astronomía de ondas gravitacionales desde la primera predicción de Einstein hasta nuestra comprensión actual del espectro. Se ha demostrado que la detección de señales en el espectro de frecuencias de audio puede esperarse muy pronto, y que un par de detectores de próxima generación de norte a sur proporcionaría grandes beneficios científicos. Secta. 2 revisa la teoría de las ondas gravitacionales y los principios de detección mediante interferometría láser. A continuación, se describen los detectores Advanced LIGO de última generación. Estos detectores tienen una alta probabilidad de detectar los primeros eventos en un futuro próximo. Secta. 3 revisa el detector KAGRA actualmente en desarrollo en Japón, que será el primer detector de interferómetro láser en utilizar masas de prueba criogénicas. Secta. 4 de este artículo revisa la detección de ondas gravitacionales en la banda de frecuencia de nanohercios utilizando la técnica de sincronización de púlsar. Secta. 5 revisa el estado de la detección de ondas gravitacionales en la banda de frecuencia de attohercios, detectable en la polarización del fondo cósmico de microondas, y analiza las perspectivas de detección de ondas primordiales del Big Bang. Las técnicas descritas en las sectas. 1-5 ya han puesto límites significativos a la fuerza de las fuentes de ondas gravitacionales. Sectas. 6 y 7 revisan planes ambiciosos para futuros detectores de ondas gravitacionales basados ​​en el espacio en la banda de frecuencia de milihercios. Secta. 6 presenta una hoja de ruta para el desarrollo de detectores de ondas gravitacionales basados ​​en el espacio por parte de China mientras la secc. 7 analiza una tecnología habilitadora clave para la interferometría espacial conocida como interferometría de retardo de tiempo.


Astronomía de ondas gravitacionales: el estado actual

En el año del centenario de la Teoría de la relatividad general de Einstein, este artículo revisa el estado actual de la astronomía de ondas gravitacionales en un espectro que se extiende desde frecuencias de attohercios a kilohercios. Secta. 1 de este artículo revisa el desarrollo histórico de la astronomía de ondas gravitacionales desde la primera predicción de Einstein hasta nuestra comprensión actual del espectro. Se ha demostrado que la detección de señales en el espectro de frecuencias de audio puede esperarse muy pronto, y que un par de detectores de próxima generación de norte a sur proporcionaría grandes beneficios científicos. Secta. 2 revisa la teoría de las ondas gravitacionales y los principios de detección mediante interferometría láser. A continuación, se describen los detectores Advanced LIGO de última generación. Estos detectores tienen una alta probabilidad de detectar los primeros eventos en un futuro próximo. Secta. 3 revisa el detector KAGRA actualmente en desarrollo en Japón, que será el primer detector de interferómetro láser en utilizar masas de prueba criogénicas. Secta. 4 de este artículo revisa la detección de ondas gravitacionales en la banda de frecuencia de nanohercios utilizando la técnica de sincronización de púlsar. Secta. 5 revisa el estado de la detección de ondas gravitacionales en la banda de frecuencia de attohercios, detectable en la polarización del fondo cósmico de microondas, y analiza las perspectivas de detección de ondas primordiales del Big Bang. Las técnicas descritas en las sectas. 1-5 ya han puesto límites significativos a la fuerza de las fuentes de ondas gravitacionales. Sectas. 6 y 7 revisan planes ambiciosos para futuros detectores de ondas gravitacionales basados ​​en el espacio en la banda de frecuencia de milihercios. Secta. 6 presenta una hoja de ruta para el desarrollo de detectores de ondas gravitacionales basados ​​en el espacio por parte de China, mientras que la secc. 7 analiza una tecnología habilitadora clave para la interferometría espacial conocida como interferometría de retardo de tiempo.


Una vez indetectables, las ondas gravitacionales llegan de forma espesa y rápida.

No solo podemos escuchar los ecos del universo, sino que ahora también podemos entender lo que nos están diciendo.

El 14 de septiembre de 2015, los científicos detectaron la primera señal de onda gravitacional.

La ola fue la onda de una fusión entre dos agujeros negros que chocaron hace 1.300 millones de años.

Fue un descubrimiento histórico para la astrofísica. Durante los siguientes cuatro años, los científicos detectaron 11 de estos ecos en el cosmos, creados por cuerpos masivos en el universo que se movían a gran velocidad.

Pero una vez que los científicos tuvieron que rastrear el cosmos, las ondas gravitacionales ahora están llegando espesas y rápidas. El miércoles, los científicos del Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser (LIGO) y el detector Virgo anunciaron una nueva Se detectaron 39 señales de ondas gravitacionales en solo seis meses en 2019.

Las ondas gravitacionales son causadas por las masas aceleradas de seres cósmicos, que envían ondas a la velocidad de la luz. Los científicos pueden escuchar estos ecos del cosmos gracias a los detectores del Observatorio de Ondas Gravitacionales del Interferómetro Láser (LIGO) y al detector Virgo.

El anuncio se produjo cuando la colaboración entre LIGO y Virgo lanzó el Gravitational-Wave Transient Catalog 2.

Una vista en expansión - Frank Ohme, líder de un grupo de investigación independiente en el Instituto Max Planck de Física Gravitacional en Hannover, Alemania, recuerda que antes de la primera detección de señal en 2015, la tecnología no era lo suficientemente buena para ver tan lejos en el universo.

Entre los años 2013-2015, los instrumentos de los detectores se desconectaron para realizar una importante revisión tecnológica. Fue la actualización que necesitaban.

"Podríamos mirar más lejos y detectar una señal que estuviera por encima del ruido", dice Ohme. Inverso. "Alcanzar una sensibilidad en la que finalmente pudimos ver lo suficiente del universo".

La mayoría de los nuevos eventos capturados por los detectores fueron causados ​​por la colisión de dos agujeros negros. Pero dos pueden haber sido causados ​​por estrellas de neutrones binarios. Y uno de los últimos descubrimientos, denominado GW190426_152155, también puede ser la fusión de un agujero negro de alrededor de seis masas solares con una estrella de neutrones.

Los científicos pueden distinguir entre los sonidos creados por dos agujeros negros que se fusionan y los creados por estrellas de neutrones u otros eventos al rastrear las frecuencias producidas por esos eventos, según Ohme.

"Se trata de los sonidos, ¿cómo sé que estoy hablando con mi esposa y no con un extraño por teléfono?", dice. "Puedo hacer esto porque he aprendido las frecuencias de las voces de las personas", explica.

Las ondas gravitacionales suenan como un chirrido agudo. El chirrido llega a baja frecuencia, pero es uno que los humanos aún pueden escuchar. Dependiendo del tamaño del chirrido, esencialmente qué tan fuerte es, los científicos pueden determinar la masa de los objetos que producen el sonido.

No lo veas, escúchalo Cuando se trata de observar el universo, los astrónomos se limitaron históricamente a usar radiación electromagnética o luz para estudiar objetos en el espacio. Pero a medida que la luz viaja hacia nosotros, interactúa con diferentes elementos en el espacio exterior, incluido el polvo, oscureciendo nuestra visión del cosmos.

"Las ondas gravitacionales son fundamentalmente diferentes, no interactúan con cosas que se interponen en su camino", dice Ohme. "Lo que sea que se interponga en su camino, básicamente pasa".

Las ondas gravitacionales también ofrecen a los astrónomos un medio para explorar el 'lado oscuro' del universo: la materia invisible que de otro modo no aparecería utilizando técnicas de observación basadas en la luz, como la fusión de dos agujeros negros.

"[Las ondas] provienen del interior del proceso, mientras que la luz se produjo desde el exterior de esta colisión", explica Ohme.

Parte de la razón por la que parece haber una gran cantidad de detecciones en tan poco tiempo puede tener que ver con la forma en que se mantienen los detectores. Los investigadores que manejan los detectores los apagan periódicamente para hacer actualizaciones, antes de volver a encenderlos. Cada vez que los vuelven a encender, estos instrumentos son mucho más sensibles que antes.

Con cada restablecimiento completo, los nuevos descubrimientos y detecciones podrían volverse comunes. En el futuro, los científicos podrían incluso estar escuchando uno nuevo todos los días, dice Ohme, una hazaña increíble considerando que hace solo cinco años, las ondas gravitacionales eran el dominio exclusivo de la teoría.


LIGO y Virgo anuncian cuatro nuevas detecciones

Colaboración científica LIGO (LSC)

El sábado 1 de diciembre, los científicos que asistieron al Taller de Física y Astronomía de Ondas Gravitacionales en College Park, Maryland, presentaron nuevos resultados del LIGO (Observatorio de Ondas Gravitacionales del Interferómetro Láser) de la National Science Foundation y el detector de ondas gravitacionales VIRGO, con sede en Europa. con respecto a sus búsquedas de objetos cósmicos fusionados, como pares de agujeros negros y pares de estrellas de neutrones. Las colaboraciones de LIGO y Virgo ahora han detectado con confianza ondas gravitacionales de un total de 10 fusiones de agujeros negros binarios de masa estelar y una fusión de estrellas de neutrones, que son los densos restos esféricos de explosiones estelares. Seis de los eventos de fusión de agujeros negros se habían informado antes, mientras que cuatro se anunciaron recientemente.

Desde el 12 de septiembre de 2015 hasta el 19 de enero de 2016, durante la primera ejecución de observación de LIGO desde que se sometieron a actualizaciones en un programa llamado Advanced LIGO, se detectaron ondas gravitacionales de tres fusiones binarias de agujeros negros. La segunda ejecución de observación, que duró del 30 de noviembre de 2016 al 25 de agosto de 2017, arrojó una fusión de estrellas de neutrones binarias y siete fusiones de agujeros negros binarios adicionales, incluidos los cuatro nuevos eventos de ondas gravitacionales que se informan ahora. Los nuevos eventos se conocen como GW170729, GW170809, GW170818 y GW170823, en referencia a las fechas en que se detectaron.

Todos los eventos están incluidos en un nuevo catálogo, también lanzado el sábado, con algunos de los eventos rompiendo récords. Por ejemplo, el nuevo evento GW170729, detectado en la segunda ejecución de observación el 29 de julio de 2017, es la fuente de ondas gravitacionales más masiva y distante jamás observada. En esta coalescencia, que ocurrió hace aproximadamente 5 mil millones de años, una energía equivalente de casi cinco masas solares se convirtió en radiación gravitacional.

GW170814 fue la primera fusión binaria de agujeros negros medida por la red de tres detectores y permitió las primeras pruebas de polarización de ondas gravitacionales (análoga a la polarización de la luz).

El evento GW170817, detectado tres días después de GW170814, representó la primera vez que se observaron ondas gravitacionales de la fusión de un sistema binario de estrellas de neutrones. Además, esta colisión se observó en ondas gravitacionales y luz, lo que marca un nuevo y emocionante capítulo en la astronomía de múltiples mensajeros, en el que los objetos cósmicos se observan simultáneamente en diferentes formas de radiación.

Uno de los nuevos eventos, GW170818, que fue detectado por la red global formada por los observatorios LIGO y Virgo, fue localizado con mucha precisión en el cielo. La posición de los agujeros negros binarios, ubicados a 2.500 millones de años luz de la Tierra, se identificó en el cielo con una precisión de 39 grados cuadrados. Eso la convierte en la siguiente mejor fuente de ondas gravitacionales localizada después de la fusión de estrellas de neutrones GW170817.

Albert Lazzarini de Caltech, subdirector del Laboratorio LIGO, dice: `` La publicación de cuatro fusiones adicionales de agujeros negros binarios nos informa aún más sobre la naturaleza de la población de estos sistemas binarios en el universo y restringe mejor la tasa de eventos para este tipo de eventos. . & quot

"En solo un año, LIGO y VIRGO trabajando juntos han avanzado dramáticamente la ciencia de las ondas gravitacionales, y la tasa de descubrimiento sugiere que los hallazgos más espectaculares están por venir", dice Denise Caldwell, directora de la División de Física de NSF. "Los logros de NSF & # 39s LIGO y sus socios internacionales son un motivo de orgullo para la agencia, y esperamos avances aún mayores a medida que la sensibilidad de LIGO se vuelve cada vez mejor en el próximo año".

"La próxima ejecución de observación, que comenzará en la primavera de 2019, debería producir muchos más candidatos de ondas gravitacionales, y la ciencia que la comunidad puede lograr crecerá en consecuencia", dice David Shoemaker, portavoz de la Colaboración Científica LIGO e investigador científico sénior del MIT & rsquos Kavli Institute for Astrofísica e Investigación Espacial. "Es un momento increíblemente emocionante".

"Es gratificante ver las nuevas capacidades que están disponibles a través de la adición de Advanced Virgo a la red global", dice Jo van den Brand de Nikhef (el Instituto Nacional Holandés de Física Subatómica) y VU University Amsterdam, quien es el portavoz de la Colaboración Virgo. "Nuestra precisión de apuntamiento muy mejorada permitirá a los astrónomos encontrar rápidamente cualquier otro mensajero cósmico emitido por las fuentes de ondas gravitacionales". La capacidad de apuntamiento mejorada de la red LIGO-Virgo es posible gracias a la explotación de los retrasos de la llegada de la señal a los diferentes sitios. y los llamados diagramas de antena de los interferómetros.

"El nuevo catálogo es otra prueba de la ejemplar colaboración internacional de la comunidad de ondas gravitacionales y un activo para las próximas ejecuciones y actualizaciones", añade el director de EGO, Stavros Katsanevas.

Los artículos científicos que describen estos nuevos hallazgos, que se están publicando inicialmente en el repositorio de preprints electrónicos arXiv, presentan información detallada en forma de catálogo de todas las detecciones de ondas gravitacionales y eventos candidatos de las dos ejecuciones de observación, además de describir las características. de la población fusionada de agujeros negros. En particular, encontramos que casi todos los agujeros negros formados a partir de estrellas son más ligeros que 45 veces la masa del Sol. Gracias a un procesamiento de datos más avanzado y una mejor calibración de los instrumentos, la precisión de los parámetros astrofísicos de los eventos previamente anunciados aumentó considerablemente.

Laura Cadonati, portavoz adjunta de LIGO Scientific Collaboration, dice: `` Estos nuevos descubrimientos solo fueron posibles gracias al trabajo incansable y cuidadosamente coordinado de los comisionados de detectores en los tres observatorios, y los científicos de todo el mundo responsables de la calidad y limpieza de los datos, buscando señales enterradas y estimación de parámetros para cada candidato y mdash, cada una de las cuales es una especialidad científica que requiere una enorme experiencia y conocimientos.


Astronomía de ondas gravitacionales: el estado actual

En el año del centenario de la Teoría de la relatividad general de Einstein, este artículo revisa el estado actual de la astronomía de ondas gravitacionales en un espectro que se extiende desde frecuencias de attohercios a kilohercios. Secta. 1 de este artículo revisa el desarrollo histórico de la astronomía de ondas gravitacionales desde la primera predicción de Einstein hasta nuestra comprensión actual del espectro. Se ha demostrado que la detección de señales en el espectro de frecuencias de audio puede esperarse muy pronto, y que un par de detectores de próxima generación de norte a sur proporcionaría grandes beneficios científicos. Secta. 2 revisa la teoría de las ondas gravitacionales y los principios de detección mediante interferometría láser. A continuación, se describen los detectores Advanced LIGO de última generación. Estos detectores tienen una alta probabilidad de detectar los primeros eventos en un futuro próximo. Secta. 3 revisa el detector KAGRA actualmente en desarrollo en Japón, que será el primer detector de interferómetro láser en utilizar masas de prueba criogénicas. Secta. 4 de este artículo revisa la detección de ondas gravitacionales en la banda de frecuencia de nanohercios utilizando la técnica de sincronización de púlsar. Secta. 5 revisa el estado de la detección de ondas gravitacionales en la banda de frecuencia de attohercios, detectable en la polarización del fondo cósmico de microondas, y analiza las perspectivas de detección de ondas primordiales del Big Bang. Las técnicas descritas en las sectas. 1-5 ya han puesto límites significativos a la fuerza de las fuentes de ondas gravitacionales. Sectas. 6 y 7 revisan planes ambiciosos para futuros detectores de ondas gravitacionales basados ​​en el espacio en la banda de frecuencia de milihercios. Secta. 6 presenta una hoja de ruta para el desarrollo de detectores de ondas gravitacionales basados ​​en el espacio por parte de China, mientras que la secc. 7 analiza una tecnología habilitadora clave para la interferometría espacial conocida como interferometría de retardo de tiempo.


Ondas gravitacionales

En términos generales, una onda es un patrón que se propaga.

Las ondas se pueden clasificar según la naturaleza de la interacción que las crea.

Ondas elásticas

Las ondas sonoras son ondas elásticas (Crédito: Anirban Ain)

Onda propagada por un medio que tiene inercia y elasticidad, en el que las partículas desplazadas transfieren impulso a las partículas contiguas, y ellas mismas son restauradas a su posición original.

También lo son las ondas de agua (Crédito: Paul Doherty)

Ondas electromagnéticas

EM Wave (Crédito: Amanda Mcpherson)

Onda de energía que se propaga como una perturbación periódica del campo eléctrico y magnético cuando una carga eléctrica oscila o acelera. La luz visible es una onda electromagnética de un cierto rango de frecuencia.

EM Spectrum (Crédito: Philip Ronan)

Ondas gravitacionales

El movimiento rápido de objetos masivos crea ondas en el espacio-tiempo (Crédito: NASA)

Previsto en la Teoría de la Relatividad General de Einstein # 8217, las ondas gravitacionales están propagando perturbaciones en la curvatura del espacio-tiempo causadas por los movimientos de la materia. Las ondas gravitacionales no viajan & # 8220 a través & # 8221 del espacio-tiempo como tal & # 8211, el tejido del espacio-tiempo mismo está oscilando.

Por qué estudiar GW

Telescopio Galileo & # 8217s (Crédito: dpa-picture alliance)

La astronomía es una de las ciencias más antiguas. En la antigüedad, la astronomía solo comprendía la observación y predicción de los movimientos de objetos visibles a simple vista.

Una nueva era de la astronomía comenzó con la invención del telescopio por Galileo. Esta nueva herramienta nos permitió observar cosas nunca antes observadas, lo que permitió descubrir y probar nuevas leyes de la física.

Los telescopios han cambiado la forma en que el hombre se ve a sí mismo en relación con el Universo.

En los últimos 400 años, hemos estudiado casi todas las ventanas disponibles del espectro electromagnético, lo que resultó en un cambio radical en nuestra comprensión del universo.

Hoy, estamos al borde de una nueva frontera en astronomía: la astronomía de ondas gravitacionales. Dado que el universo es más transparente a la gravedad, este estudio explorará un aspecto desconocido del universo y puede denominarse nuestro intento de construir el primer telescopio de ondas gravitacionales.

Detector VIRGO en Pisa, Italia (Crédito: La colaboración Virgo)

Detector LIGO en Livingston, EE. UU. (Crédito: Caltech / MIT / LIGO Lab)

Fuentes de GW

Hay muchos eventos astrofísicos y cosmológicos que emitirán cantidades significativas de GW. Estas fuentes se pueden clasificar en las siguientes categorías.

Inspiral

Las ondas gravitacionales en espiral se generan durante la etapa de final de vida de los sistemas binarios, donde los dos objetos se fusionan en uno. Estos sistemas suelen ser dos estrellas de neutrones, dos agujeros negros o una estrella de neutrones y un agujero negro cuyas órbitas se han degradado hasta el punto en que las dos masas están a punto de fusionarse.

Binario coalescente
(Crédito: NASA / GSFC / D.Berry)

Continuo

Las ondas gravitacionales continuas son producidas por sistemas astrofísicos masivos que tienen una frecuencia bastante constante y bien definida. Ejemplos de estos son sistemas de estrellas binarias o agujeros negros que orbitan entre sí o una sola estrella que gira rápidamente sobre su eje con una gran montaña u otra irregularidad en ella.

Ráfaga

Los eventos explosivos como las supernovas y los estallidos de rayos gamma pueden producir estallidos de ondas gravitacionales. La forma exacta que tomarán estas ondas aún se desconoce. En el estallido de ondas gravitacionales se espera lo inesperado. Se espera que las señales de las ráfagas sean "estallidos" y "crujidos" de corta duración.

Nebulosa del Cangrejo
(Crédito: NASA, ESA, J.Hester, A. Loll (ASU))

Estocástico

Las ondas gravitacionales reliquia del Big Bang, al igual que el Fondo de Microondas Cósmicas (CMB) pero de un universo mucho más joven, pueden crear un fondo estocástico. Las señales estocásticas también pueden surgir de una gran cantidad de eventos aleatorios e incoherentes en, digamos, una galaxia o un cúmulo de galaxias.

Fondo estocástico
(Crédito: NASA)

El espectro de GW

Mientras que las ondas electromagnéticas astrofísicas son incoherentes y tienen longitudes de onda típicamente mucho más pequeñas que sus fuentes, que van desde unos pocos kilómetros hasta longitudes de onda subnucleares, las ondas gravitacionales son coherentes y tienen longitudes de onda más grandes que sus fuentes, con longitudes de onda que comienzan en unos pocos kilómetros y van hacia arriba. al tamaño del Universo.

Puede encontrar un póster que explica los conceptos básicos de GW aquí.

Somos parte de la Colaboración Científica LIGO, un grupo de más de 900 científicos en todo el mundo que se han unido en la búsqueda de ondas gravitacionales. El grupo busca utilizarlos para explorar la física fundamental de la gravedad y desarrollar el campo emergente de la ciencia de las ondas gravitacionales como una herramienta de descubrimiento astronómico.

Habla a:
IUCAA, PO Bolsa 4, Ganeshkhind,
Campus de la Universidad S. P. Pune,
Pune - 411007, India


LIGO y Virgo anuncian nuevas detecciones en el catálogo actualizado de ondas gravitacionales

Hoy se publicó el segundo catálogo de eventos de ondas gravitacionales "GWTC-2". Desde septiembre de 2015, LIGO / Virgo ha detectado 50 ondas gravitacionales, incluidas 39 nuevas solo de la primera mitad de O3. Este gráfico ilustra el número total actual y las masas de eventos de fusión de estrellas de neutrones y agujeros negros LIGO / Virgo (en azul) en comparación con los agujeros negros previamente conocidos (en violeta). Las fusiones se indican mediante flechas que conectan dos objetos progenitores con un objeto final fusionado de mayor masa.
LIGO-Virgo / Northwestern U / Frank Elavsky y amp Aaron Geller

Después de varios meses de análisis exhaustivo, LIGO Scientific Collaboration y Virgo Collaboration han publicado un catálogo actualizado de detecciones de ondas gravitacionales. El catálogo contiene 39 nuevas señales de agujeros negros o colisiones de estrellas de neutrones detectadas entre el 1 de abril y el de octubre. 1, 2019, que triplica con creces el número de detecciones confirmadas. El nuevo conjunto incluye algunos de los sistemas más interesantes vistos hasta ahora y permite estudios cualitativamente nuevos de poblaciones astrofísicas y física fundamental.

El fuerte aumento en el número de detecciones fue posible gracias a importantes mejoras en los instrumentos con respecto a períodos de observación anteriores. Estos incluyeron una mayor potencia láser, espejos mejorados y, notablemente, el uso de tecnología de compresión cuántica. En conjunto, estas mejoras dieron como resultado una mejora de aproximadamente el 60 por ciento en el rango al que se pueden detectar las señales. Los detectores también pudieron operar sin interrupciones con más frecuencia que en el pasado, con un ciclo de trabajo mejorado de aproximadamente el 75 por ciento, en comparación con aproximadamente el 60 por ciento anteriormente.

“Como científico de instrumentos, su enfoque está en mejorar el instrumento todo el tiempo. Entonces, incluso cuando el instrumento está observando, estamos mirando los datos que salen de él para ver si hay ruido en algún lugar que no esperamos que haya ”, dijo el candidato a doctorado del Departamento de Física y Astronomía de LSU, Corey Austin, que trabaja en LIGO Livingston con su asesor y Jefe de Observatorio Joseph Giaime.

Con todas las nuevas señales, la comunidad científica puede comenzar a comprender mejor las poblaciones de agujeros negros y estrellas de neutrones. El análisis simultáneo de toda la población de fusiones binarias de agujeros negros puede maximizar la información astrofísica extraída. Se infiere que la distribución de masas de agujeros negros no sigue una distribución simple de ley de potencias. Medir las desviaciones de esta ley de potencia mejorará la capacidad de aprender sobre la formación de estos agujeros negros, ya sea como resultado de muertes estelares o colisiones previas. Tener en cuenta a toda la población en conjunto también ayuda a realizar mediciones más sólidas de propiedades difíciles de medir, como el giro de los agujeros negros. Algunos agujeros negros fusionados tienen espines que están desalineados con su momento angular orbital. Esto ayudará a probar los regímenes en los que se formaron estos binarios.

Las numerosas señales del catálogo actualizado pondrán a prueba la teoría de la gravedad de Einstein de más y mejores formas que antes. Esto se hizo comparando los datos con las predicciones de la teoría y limitando las posibles desviaciones. Los resultados de múltiples señales se combinaron utilizando nuevos métodos estadísticos para obtener las restricciones más estrictas hasta ahora sobre las propiedades de la gravedad en el régimen fuerte y altamente dinámico de fusiones de agujeros negros. Con el nuevo catálogo, LIGO y Virgo también pudieron estudiar directamente las propiedades de los objetos remanentes producidos durante las fusiones: midiendo las vibraciones de estos objetos y descartando posibles “ecos” después de las señales principales, confirmaron LIGO y Virgo. que los remanentes se comportaron como se esperaba de los agujeros negros en la teoría de Einstein.

“Aún necesitamos saber más sobre el universo. Basta pensar en cómo descubrimos nuevos elementos, que ahora son de conocimiento común ”, dijo el investigador postdoctoral de LSU Guillermo Valdés, quien trabaja en LIGO Livingston como parte del equipo, dirigido por la profesora de LSU Boyd, Gabriela González, mejorando constantemente la sensibilidad del instrumento.

Los resultados informados en el nuevo catálogo en ligo.org corresponden solo a los primeros seis meses de la tercera serie de observación de LIGO y Virgo. Actualmente se están analizando los resultados de los cinco meses restantes. Mientras tanto, los instrumentos LIGO y Virgo están siendo mejorados en preparación para la cuarta ejecución de observación, a la que también se les unirá el detector KAGRA en Japón. Hay más descubrimientos emocionantes en el horizonte.

Puede encontrar un resumen científico de todo el documento del catálogo GWTC-2 aquí: ligo.org/science/Publication-O3aCatalog/index.php

Se pueden encontrar más detalles sobre el primer catálogo de transitorios de ondas gravitacionales de LIGO / Virgo (GWTC-1) en estos dos artículos:


Recursos de detección generales

  • Lista completa de publicaciones de LSC. (Consulte Ejecuciones O1 y versiones posteriores para los trabajos posteriores a la primera detección). Descargue datos de LIGO / Virgo o explore tutoriales sobre análisis de datos de ondas gravitacionales. Consulte también su página de publicación de datos para descargar los datos de LIGO / Virgo. y breve historia del proyecto LIGO.
  • La página Caltech Media Assets para GW150914 contiene una gran cantidad de documentos, gráficos y videos útiles. : Gráfico interactivo que muestra agujeros negros de masa estelar conocidos y estrellas de neutrones con mediciones de masa. (Northwestern / Frank Elavsky / LIGO-Virgo): Gráfico interactivo que muestra agujeros negros de masa estelar conocidos de candidatos de ondas gravitacionales y binarios de rayos X. (Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Cardiff / Chris North): Gráfico interactivo que muestra las propiedades de las detecciones de ondas gravitacionales y sus candidatos. (Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Cardiff / Chris North): Visor interactivo de formas de onda gravitacionales, que muestra las formas de las señales de ondas gravitacionales detectadas por LIGO-Virgo (Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Cardiff / Chris North): un sitio web que explica LIGO detecciones y física de ondas gravitacionales a través de la analogía entre ondas gravitacionales y señales de audio. (Universidad Estatal de Montclair / Marc Favata): una herramienta interactiva que le permite comparar visiones del Universo en una variedad de longitudes de onda. También muestra la ubicación de las señales de ondas gravitacionales detectadas. (Grupos de Instrumentación de Astronomía y Astronomía de la Universidad de Cardiff): un proyecto de ciencia ciudadana para ayudar a LIGO a buscar ondas gravitacionales mejorando la clasificación de fallas. : use el tiempo de procesamiento inactivo de su computadora para ayudar a buscar púlsares usando ondas gravitacionales, radio y datos de rayos gamma. : Contiene material de antecedentes sobre ondas gravitacionales y actividades en el aula que se alinean con los estándares de ciencias K-12. (Universidad Estatal de Sonoma) alojado en el sitio de LIGO Lab. , Página de Facebook y página de Twitter.
  • Tonos de llamada "Chirp" de las dos primeras detecciones de LIGO. (Instrucciones). GW150914 [archivo m4r (iPhone) | archivo mp3 (Android)] GW151226 [archivo m4r (iPhone) | archivo mp3 (Android)]

Resumen

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Astronomía de ondas gravitacionales: el estado actual. / Blair, David Ju, Li Zhao, Chunnong Wen, Linqing Chu, Qi Fang, Qi Cai, R.G. Gao, J.R. Lin, X.C. Liu, D. Wu, L.A. Zhu, Z.H. Reitze, D.H. Arai, K. Zhang, F. Flaminio, R. Zhu, Xingjiang Hobbs, G. Manchester, R.N. Shannon, R.M. Baccigalupi, C. Gao, W. Xu, P. Bian, X. Cao, Z.J. Chang, Z.J. Dong, P. Gong, X.F. Huang, S.L. Ju, P. Luo, Z.R. Qiang, L.E. Tang, W.L. Wan, X.Y. Wang, Y. Xu, S.N. Zang, Y.L. Zhang, H.P. Lau, Y.K. Ni, W.T.

Resultado de la investigación: Contribución a la revista ›Artículo

T1 - Astronomía de ondas gravitacionales: el estado actual

N2 - © 2015, Science China Press y Springer-Verlag Berlin Heidelberg. En el año del centenario de la Teoría de la relatividad general de Einstein, este artículo revisa el estado actual de la astronomía de ondas gravitacionales en un espectro que se extiende desde frecuencias de attohercios a kilohercios. Secta. 1 de este artículo revisa el desarrollo histórico de la astronomía de ondas gravitacionales desde la primera predicción de Einstein hasta nuestra comprensión actual del espectro. Se ha demostrado que la detección de señales en el espectro de frecuencias de audio puede esperarse muy pronto, y que un par de detectores de próxima generación de norte a sur proporcionaría grandes beneficios científicos. Secta. 2 revisa la teoría de las ondas gravitacionales y los principios de detección mediante interferometría láser. A continuación, se describen los detectores Advanced LIGO de última generación. Estos detectores tienen una alta probabilidad de detectar los primeros eventos en un futuro próximo. Secta. 3 revisa el detector KAGRA actualmente en desarrollo en Japón, que será el primer detector de interferómetro láser en utilizar masas de prueba criogénicas. Secta. 4 de este artículo revisa la detección de ondas gravitacionales en la banda de frecuencia de nanohercios utilizando la técnica de sincronización de púlsar. Secta. 5 revisa el estado de la detección de ondas gravitacionales en la banda de frecuencia de attohercios, detectable en la polarización del fondo cósmico de microondas, y analiza las perspectivas de detección de ondas primordiales del Big Bang. Las técnicas descritas en las sectas. 1–5 have already placed significant limits on the strength of gravitational wave sources. Sects. 6 and 7 review ambitious plans for future space based gravitational wave detectors in the millihertz frequency band. Sect. 6 presents a roadmap for development of space based gravitational wave detectors by China while sect. 7 discusses a key enabling technology for space interferometry known as time delay interferometry.

AB - © 2015, Science China Press and Springer-Verlag Berlin Heidelberg. In the centenary year of Einstein’s General Theory of Relativity, this paper reviews the current status of gravitational wave astronomy across a spectrum which stretches from attohertz to kilohertz frequencies. Sect. 1 of this paper reviews the historical development of gravitational wave astronomy from Einstein’s first prediction to our current understanding the spectrum. It is shown that detection of signals in the audio frequency spectrum can be expected very soon, and that a north-south pair of next generation detectors would provide large scientific benefits. Sect. 2 reviews the theory of gravitational waves and the principles of detection using laser interferometry. The state of the art Advanced LIGO detectors are then described. These detectors have a high chance of detecting the first events in the near future. Sect. 3 reviews the KAGRA detector currently under development in Japan, which will be the first laser interferometer detector to use cryogenic test masses. Sect. 4 of this paper reviews gravitational wave detection in the nanohertz frequency band using the technique of pulsar timing. Sect. 5 reviews the status of gravitational wave detection in the attohertz frequency band, detectable in the polarisation of the cosmic microwave background, and discusses the prospects for detection of primordial waves from the big bang. The techniques described in sects. 1–5 have already placed significant limits on the strength of gravitational wave sources. Sects. 6 and 7 review ambitious plans for future space based gravitational wave detectors in the millihertz frequency band. Sect. 6 presents a roadmap for development of space based gravitational wave detectors by China while sect. 7 discusses a key enabling technology for space interferometry known as time delay interferometry.


Ver el vídeo: Einstein, agujeros negros y ondas gravitacionales (Julio 2022).


Comentarios:

  1. Jarman

    Pido disculpas, no se acerca a mí. ¿Pueden existir las variantes?

  2. Comhghan

    La información divertida

  3. Gardajinn

    Bueno, en realidad, mucho de lo que escribes no es así ... bueno, está bien, no importa :)

  4. Daizil

    Es una excelente idea



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