LIGO ने वास्तव में क्या देखा? (गुरुत्वाकर्षण तरंगों की खोज)

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मैं एक मूल वीडियो / छवि को खोजने की कोशिश कर रहा हूं जो कि LIGO ने वास्तव में देखा था, लेकिन सभी मुझे मिल सकते हैं गुरुत्वाकर्षण तरंगों के कलाकार प्रस्तुतिकरण।

gravity black-hole gravitational-waves

— स्कॉट टेलर
स्रोत

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जैसा कि नीचे मेरे उत्तर में चर्चा की गई है, LIGO कैमरे की तुलना में माइक्रोफोन की तरह है; इसलिए हमने जो देखा उसके बजाय जो हमने सुना उसके बारे में बात करना अधिक समझ में आता है। आप यहाँ सिग्नल सुन सकते हैं: youtube.com/watch?v=TWqhUANNFXw

— क्रिस मुलर

एक बेहतर रूपक नहीं होगा एक भूकंपीय किलोमीटर ?

— user151841

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@ user151841 वास्तव में नहीं। सिस्मोमीटर में तीन आउटपुट डेटा स्ट्रीम होते हैं: एक्स, वाई और जेड में त्वरण। इसके अलावा, मुझे लगता है कि सिस्मोमीटर की तुलना में गैर-विज्ञान जनता के लिए माइक्रोफोन अधिक सहज रूप से परिचित हैं। LIGO डिटेक्टर भी विशेष रूप से एक माइक्रोफोन की तुलना में अच्छी तरह से अनुकूल हैं क्योंकि डिटेक्टरों का संवेदनशील बैंड पूरी तरह से मानव सुनवाई की सीमा के भीतर है।

— क्रिस मुलर

यदि हम पांडित्य प्राप्त करना चाहते हैं, तो तकनीकी रूप से LIGO का माप एक वास्तविक कैमरा वाला वास्तविक वीडियो है। वे सभी करते हैं पुनर्संयोजित लेजर के हस्तक्षेप पैटर्न के लगातार वीडियो फीड लेते हैं। नीचे दिए गए उत्तरों में भूखंडों का निर्माण करने के लिए बहुत सारी गणितीय प्रक्रिया आवश्यक है। तो वास्तव में वह वीडियो वही है जो उन्होंने वास्तव में "देखा" था।

— zephyr

निश्चित रूप से किसी ने "रीमिक्स" किया है ऑडियो को मानव-हेराफेरी ऑडियो में? वह लोग कहाँ है यह सुनने के लिए शानदार होगा, हमले / क्षय / लंबाई आदि की भावना प्राप्त करने के लिए निश्चित रूप से यह मौजूद है? आपको बस इतना करना होगा कि यह इतने सारे ऑक्टेव्स को सही तरीके से संशोधित करे?

— फेटी

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वास्तविक छवि ज्यादा नहीं है। मैं इसे विज्ञान से खोजने में सक्षम था , और यह सब है:

यह सिर्फ एक लहर है, जिसे दो अलग-अलग वेधशालाओं से थोड़ा अलग समय पर देखा जाता है। शिफ्ट उनके स्थानों में प्रकाश अंतर की गति से इसे स्थानांतरित करके पूरी तरह से फिट बैठता है। इस प्रकार गुरुत्वाकर्षण तरंगों का प्रमाण है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि दो उपकरणों के कारण अन्य कंपन स्रोतों के खिलाफ एक क्रॉस चेक प्रदान करना है। प्रत्येक वेधशाला एक 4 किमी के पैमाने पर कंपन का पता लगाकर काम करती है, जो कि परिमाण के एक बहुत छोटे क्रम (1 / 10,000 से एक प्रोटॉन की चौड़ाई) के नीचे है। जब दोनों की तुलना की जाती है, तो कोई मान सकता है कि सिग्नल गैर-स्थानीय स्रोत से आया होगा, जो केवल ग्रेविटी वेव्स उस परिभाषा को फिट करते हैं।

— PearsonArtPhoto
स्रोत

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मूल स्रोत है journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/...

— स्टॉप को नुकसान पहुँचाने मोनिका

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"वास्तविक छवि ज्यादा नहीं है", "यह सब है।" आपका स्वर समझता है कि यह वास्तव में कितना भयानक है IMO;)। बेशक, मैं थोड़ा पक्षपाती हूं।

— क्रिस मुलर

एक साझा या सामान्य घड़ी के सापेक्ष दो अवलोकन स्थान अपने समय को कैसे समन्वयित करते हैं? क्या वे उसी परमाणु घड़ी का जिक्र कर रहे हैं और "विलंबता" के लिए समायोजन कर रहे हैं, जिस समय के लिए समय लगता है?

— ट्रूमैनो

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@TRomano हम जीपीएस का उपयोग करते हैं जो नैनोसेकंड के 10 एस के लिए सटीक है। : आप यहाँ aLIGO समय प्रणाली के बारे में अधिक पढ़ सकते हैं authors.library.caltech.edu/20471/1/...

— क्रिस मुलर

1

@ क्रिसम्यूलर: मुझे संदेह था कि यह जीपीएस था, लेकिन उस समय इसे देखने का समय नहीं था। धन्यवाद!

— PearsonArtPhoto

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सबसे पहले, मुझे लगता है कि आपका प्रश्न LIGO वेधशालाओं की प्रकृति की गलतफहमी को दर्शाता है। डिटेक्टरों की प्रकृति यह है कि वे एक कैमरे के विपरीत, माइक्रोफोन की तरह काम करते हैं। इसका मतलब यह है कि वे ज्यादातर दिशाओं से आने वाली गुरुत्वाकर्षण तरंगों के प्रति संवेदनशील हैं, लेकिन लहरों को कहाँ से अलग करना है, यह भेद करने की क्षमता नहीं है। एकाधिक डिटेक्टरों का उपयोग करके (जो एक आत्मविश्वास का पता लगाने के लिए भी आवश्यक है) डिटेक्टरों के बीच के समय का अंतर स्रोत के स्थान का कुछ विचार देने के लिए उपयोग किया जा सकता है। इसका अर्थ यह भी है कि डिटेक्टरों का आउटपुट डेटा की एक एकल धारा है।

फिजिकल रिव्यू लेटर्स (पेपरवर्क के पीछे नहीं) में यह इमेज LIGO द्वारा वर्तमान स्वीकार किए गए उत्तर की तुलना में सुने गए एक बेहतर सारांश है। मैं ऊपर से नीचे तक पैन की व्याख्या करूँगा।

शीर्ष पैन दो डिटेक्टरों में मापा गया 'कच्चे' संकेतों को दिखाते हैं, जो कि एच 1 डेटा के दाईं ओर एल 1 डेटा से अधिक है।
पैन की दूसरी पंक्ति सामान्य सापेक्षता (आइंस्टीन के सिद्धांत) के विभिन्न सिमुलेशन के एक नंबर को दर्शाती है जो गुरुत्वाकर्षण तरंगों के लिए भविष्यवाणी करता है। ये सिमुलेशन हैं कि कैसे LIGO यह दावा करने में सक्षम है कि वे जानते हैं कि लहर दो विलय ब्लैक होल के कारण हुई थी।
पैन की तीसरी पंक्ति 'कच्चे' डेटा का अनुकरण है।
नीचे के पैन केवल 'कच्चे' डेटा की साजिश रचने का एक और तरीका है जिसे टाइम-फ्रीक्वेंसी प्लॉट कहा जाता है। समय x अक्ष पर है और y अक्ष पर आवृत्ति है। क्षेत्र से एक व्यक्ति के लिए यह संकेत एक विलय की सबसे पहचानने योग्य विशेषता है, जिसे एक चहक के रूप में जाना जाता है। जैसे-जैसे समय आगे बढ़ता है, आवृत्ति अधिक बढ़ जाती है। आप वास्तव में यहाँ 'कच्चे' मिर्च सुन सकते हैं ।

— क्रिस मुलर
स्रोत

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यह एक पेवॉल के पीछे नहीं है क्योंकि कागज खुली सामग्री है - यह CC BY 3.0 के तहत लाइसेंस प्राप्त है।

— bwDraco

@bwDraco अच्छी बात है।

— क्रिस मुलर

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क्या आप बता सकते हैं कि ऊपरी दाएं भूखंड में H1 का अवलोकन "उलटा" क्यों है? मैंने पहले कहीं और नहीं देखा कि टिप्पणी से पहले H1 उलटा है, लेकिन मैं स्पष्ट रूप से देख सकता हूं कि मामला है। इसका क्या कारण है?

— zephyr

@ ज़ेफियर: दो डिटेक्टर अलग-अलग उन्मुख हैं (हनफोर्ड एनडब्ल्यू / एसडब्ल्यू, लिविंगस्टन डब्ल्यूएसडब्ल्यू / एसएसई), यही कारण हो सकता है; मैं सिर्फ अनुमान लगा रहा हूं, हालांकि।

— चिरालू

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LIGO ने कुछ भी "नहीं" देखा। यह वैक्यूम पाइप में दो लेजर बीम द्वारा लगभग 4 किमी लंबे (हालांकि लेजर पथ में लगभग 75 ट्रिप ऊपर और नीचे हथियार हैं) और एक दूसरे को समकोण कोण पर ले जाने वाले रास्तों की सापेक्ष लंबाई पर नज़र रखता है।

एक गुरुत्वाकर्षण तरंग, प्रकाश की गति से यात्रा करते हुए, इन लंबाई के अनुपात को बदल देती है (एक छोटा हो जाता है, एक बड़ा हो जाता है, फिर वे स्वैप करते हैं) में प्लस या माइनस 1 भाग के लिए (30 बिलियन खरब) -200 प्रति सेकंड बार जब यह साधन से गुजरता है। $10^{21}$

पूरी घटना लगभग 0.3 सेकंड तक चली और ट्रेस (जो सभी समाचारों में रहा है) बस उस अंश को रिकॉर्ड करता है जिसके द्वारा हथियारों की लंबाई समय के कार्य के रूप में बदलती है।

घटना संयुक्त राज्य अमेरिका के विभिन्न हिस्सों में एक साथ लगभग दो समान सेटअप द्वारा दर्ज की गई (लगभग) थी। दोनों डिटेक्टरों में एक ही संकेत का पता लगाने से गड़बड़ी का एक स्थानीय कारण पता चलता है, और डिटेक्टरों के बीच छोटे समय की देरी आकाश पर गुरुत्वाकर्षण लहर स्रोत के किसी न किसी स्थान की अनुमति देती है।

— रोब जेफरीज़
स्रोत

मेरे लिए, न केवल यह एक अद्भुत उपलब्धि है कि हम इतने छोटे सिग्नल का पता लगा सकते हैं, लेकिन हम वास्तव में समय से पहले भविष्यवाणी कर सकते हैं कि सिग्नल कैसा दिखेगा। मैं भड़क रहा हूं कि मॉडल का उपयोग करके वैज्ञानिक काफी निश्चित हो सकते हैं कि लहर दो 30 सौर द्रव्यमान वाले ब्लैक होल से टकराकर (पहली सार्वजनिक रूप से जारी की गई खोज) उत्पन्न हुई थी। आइंस्टीन के नियम !!

— जैक आर। वुड्स

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GW150914 ट्यूटोरियल के अनुसार , यह वही है जो उन्नत LIGO L1 और H1 डिटेक्टरों ने मूल रूप से देखा था:

आप इस ट्यूटोरियल से कच्चा डेटा डाउनलोड कर सकते हैं।

अन्य उत्तर पहले से ही संसाधित (सफेद, फ़िल्टर किए गए, 7 एमएस द्वारा स्थानांतरित, उल्टे) तरंगों को दिखाते हैं।

— niutech
स्रोत

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आप सही हैं कि यह वही है जो डिटेक्टरों से निकलने वाले कच्चे डेटा की तरह दिखते हैं (ध्यान दें कि मैं उद्धरण में 'कच्चे' रखने के लिए मेरे जवाब में सावधान था)। डिटेक्टरों का संवेदनशील बैंड 10 हर्ट्ज से लेकर 100 किलोहर्ट्ज़ तक होता है, लेकिन कच्चे डेटा स्ट्रीम में 10 हर्ट्ज से नीचे अविश्वसनीय रूप से बड़े (LIGO के लिए) शोर का प्रभुत्व होता है। आप अपने प्लॉट पर यूनिट्स की तुलना मेरे द्वारा पोस्ट किए गए भूखंडों में कर सकते हैं। प्रौद्योगिकियों का एक हिस्सा LIGO अपने अभूतपूर्व लक्ष्य तक पहुंचने के लिए कार्यरत है जिसमें उन्नत सिग्नल प्रोसेसिंग शामिल है।

— क्रिस मुलर

आप पता लगाने के समय के आसपास डिटेक्टरों का वास्तविक शोर घटता देख सकते हैं: dcc.ligo.org/public/0119/G1500623/001/…

— क्रिस मुलर

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माप का वास्तविक तंत्र जिसका उपयोग LIGO लेजर इंटरफेरोमेट्री करता है, इसलिए LIGO "देखा" की एक उचित व्याख्या गुरुत्वाकर्षण तरंगों के कारण होने वाला व्यवधान प्रतिरूप होगा, जो कुछ इस तरह "दिखाई" देगा:

दुर्भाग्य से मुझे LIGO द्वारा उल्लिखित वास्तविक लेजर हस्तक्षेप की एक छवि नहीं मिली; यह शायद वैसे भी फोटोग्राफी के लिए बहुत छोटा है।

अन्य सभी ग्राफ़ जो लोग लिंक कर रहे हैं, वे हस्तक्षेप पैटर्न डेटा के केवल ग्राफ़ हैं। इस सवाल के जवाब के रूप में LIGO डेटा का एक ग्राफ दिखाना इस सवाल के जवाब के रूप में एक छवि हिस्टोग्राम दिखाने जैसा है, "हबल स्पेस टेलीस्कोप क्या देखता है?"

— user151841
स्रोत

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यह वास्तव में अलग-अलग वक्रता वाले दो अतिव्यापी लेजर बीम का हस्तक्षेप पैटर्न है, और वह है जो एक सस्ते इंटरफेरोमीटर में देखने की उम्मीद कर सकता है (उदाहरण के लिए न्यूटन के छल्ले देखें )। हालांकि, LIGO ने अविश्वसनीय रूप से अच्छी तरह से दर्पण बनाए हैं ताकि डिटेक्टर के उत्पादन में हस्तक्षेप के पास कोई छल्ले न हों, और वास्तव में, इस छवि के पैमाने पर पूरी तरह से काला है।

— क्रिस मुलर

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मुझे नहीं पता कि यह आपके लिए दिलचस्प है, लेकिन यहां उन टिप्पणियों के बारे में प्रकाशित किए गए पेपर का लिंक दिया गया है:

http://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.116.061102

एक बार ऊपर का जवाब काफी सीधा है! पेपर क्या कहता है (संक्षेप में) यह है कि LIGO ने एक क्षणिक गुरुत्वाकर्षण-तरंग संकेत देखा है, और ये अवलोकन दो ब्लैक होल से जुड़े सिस्टम के लिए जनरल रिलेटिविटी द्वारा प्राप्त तरंग के पूर्वानुमान से मेल खाते हैं।

— हेर्र श्रोडिंगर
स्रोत

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खगोल विज्ञान में आपका स्वागत है! हालांकि, लिंक केवल उत्तर आमतौर पर प्रोत्साहित किया जाता है। यदि आपके पास जोड़ने के लिए कुछ नया है, तो कृपया इसे कुछ पैराग्राफ में जोड़ दें।

— होहमनफैन

LIGO अपडेट: अफवाहें बाहर हैं .. Sciencenews.org/article/… .. कि LIGO ने दो टकराने वाले न्यूट्रॉन सितारों को देखा होगा। यह महत्वपूर्ण होगा क्योंकि यह पहली बार हो सकता है कि गुरुत्वाकर्षण तरंगों और विद्युत चुम्बकीय तरंगों को एक ही स्रोत से देखा जाता है।

— जैक आर। वुड्स