गुरुत्वाकर्षण लहर का पता लगाने की आवृत्ति


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आपने समाचारों में सुना होगा कि LIGO प्रयोग ने हाल ही में एक गुरुत्वाकर्षण लहर का पता लगाया था।

हालांकि मैं एक खगोल विज्ञानी नहीं हूं, कागज एक अच्छा पढ़ा और ज्यादातर सुलभ है। गुरुत्वाकर्षण तरंग का पता लगाना एक बात है, लेकिन ब्लैक होल का विलय मेरे लिए काफी नया है। डेटा से मैं कागज और इस साइट में इकट्ठा कर सकता हूं, स्रोत का अनुमान 1.3 बिलियन वर्ष है, और चहक केवल कुछ मिलीसेकंड तक चली।

मेरा प्रश्न: इस आकार के क्रम की घटनाओं की आवृत्ति क्या है? क्या ब्रह्मांड में ऐसी घटनाओं के घनत्व का कोई अनुमान है?

जवाबों:


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हैरी (2009) ने कई अलग-अलग स्रोतों का हवाला देते हुए कहा कि, जहां तक ​​हम जानते हैं, पता लगाने योग्य घटनाओं की दर होगी

  • प्रति वर्ष 40 न्यूट्रॉन स्टार विलय
  • प्रति वर्ष 30 10 M ब्लैक होल विलय
  • प्रति वर्ष 10 न्यूट्रॉन स्टार / ब्लैक होल विलय

यह लगभग 200 Mpc के दायरे में है। हालाँकि, इस तरह की घटनाओं की कुल दर का पता लगाने के लिए उपयोग नहीं किया जा सकता है, क्योंकि पूर्वाग्रह का पता लगाने के लिए - अधिक बड़े पैमाने पर वस्तुएं, जितना अधिक वे आसानी से पता लगा सकते हैं। एक ही बात एक्सोप्लैनेट के साथ होती है, लेकिन विभिन्न कारणों से (उदाहरण के लिए, जो ग्रह अपने सितारों से अधिक विशाल या निकट हैं, पारगमन के माध्यम से या रेडियल वेग विधियों द्वारा पता लगाना आसान है)।


आपके संदर्भ में संख्याएं एलआईजीओ की पूर्ण संवेदनशीलता के लिए हैं, न कि यह वर्तमान में क्या है। संवेदनशीलता वर्तमान में 2-3 बदतर कारकों का कारक है, जिसका अर्थ है कि अंतरिक्ष जांच की मात्रा 10 गुना कम है, क्योंकि एक समान स्रोत आबादी के लिए हिरासत की संख्या होगी।
रोब जेफ्रीज

@RobJeffries मैं उससे अवगत हूँ; AFAIK, यह कुछ समय के लिए उस संवेदनशीलता के लिए पूरी तरह से उन्नत नहीं होगा।
HDE 226,868

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हां, यह इस कारण से है कि यह शायद कोई आश्चर्य की बात नहीं है कि पहली पहचान एक बड़ी दूरी पर एक बहुत बड़े पैमाने पर ब्लैक होल है।
रोब जेफ्रीज

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@RobJeffries हाँ, मुझे शुरू में आश्चर्य हुआ था कि ब्लैक होल अन्य स्टेलर ब्लैक होल की तुलना में अधिक बड़े पैमाने पर थे, जिनके लिए हमारे पास सबूत हैं, लेकिन यह समझ में आता है कि निकट भविष्य में किसी भी तरह की रोक भी बड़े पैमाने पर वस्तुओं की होगी, और बढ़ती संवेदनशीलता में वृद्धि होगी लस-भारी प्रणालियों की संख्या का पता चला।
HDE 226,868

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इस आयाम की ज्ञात गुरुत्वाकर्षण तरंगों की दर या ब्लैक होल बायनेरिज़ के विलय के कारण गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाना फिलहाल दोनों अज्ञात मात्राएँ हैं। इनका मापन आंशिक रूप से प्रयोग का उद्देश्य है।

पता लगाने की दरों को अंतरिक्ष में प्रति यूनिट वॉल्यूम में विलय की दर में परिवर्तित किया जा सकता है और इनकी तुलना मॉडल और पूर्वानुमान के साथ की जा सकती है। एलआईजीओ सहयोग ने अपना पहला पोस्ट-डिटेक्शन पेपर उसी विषय पर जारी किया है - एबट और अन्य। (२०१६) है

खोजे गए ब्लैक होल्स के उच्च द्रव्यमान का तात्पर्य है कि वे या तो बड़े पैमाने पर तारों के कोर-पतन से धातु-गरीब वातावरण में बनते हैं या वे घने समूहों में छोटे ब्लैक होल के विलय से बनते हैं। पहले से ऐसी वस्तुओं के विलय के लिए दरों की सीमा का अनुमान लगाया गया था क्योंकि इन वस्तुओं के द्विआधारी गठन के लिए उत्पादन दर और तंत्र में भारी अनिश्चितताओं के कारण एक बड़ी सीमा को कवर किया गया था, और प्रति घन गीपरसेक प्रति वर्ष 0 से लेकर लगभग 1000 तक था।

z=0.09


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किप थोर्ने ने प्रेस कॉन्फ्रेंस में कहा कि हमें आने वाले वर्ष में कुछ और देखना चाहिए। वह एक सांख्यिकीय अध्ययन का उल्लेख करता है, लेकिन शायद वह अधिक सावधान रहेगा जब तक कि वह शायद यह नहीं जानता कि सितंबर से पहले से ही एलआईजीओ के पास कुछ उम्मीदवार हैं। 2 / Gpc³ की न्यूनतम अपेक्षा के साथ, उन्हें चाहिए।
लोकलफुल

@LocalFluff मुझे वाकई बहुत उम्मीद है। यह कुछ बेहद सनकी लोगों को चुप करा देगा।
रोब जेफ्रीस

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जैसा कि आप अनुमान लगा सकते हैं, यह सवाल LIGO टीम के लिए बहुत रुचि है। इसके साथ ही खोज की घोषणा करने वाले पेपर के प्रकाशन के साथ, LIGO टीम ने खोज और भविष्यवाणियों के बारे में अधिक जानकारी के साथ कई साथी कागजात प्रस्तुत किए। इनमें से एक आपके प्रश्न को संबोधित करता है:

बाइनरी ब्लैक होल मर्जर की दर उन्नत LIGO टिप्पणियों से घिरे GW150914 के आसपास है

उनकी घटना दर आकलन विधि GW150914 दोनों को मानती है, और एक और काफी कमजोर (और सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण) घटना है। वे इस बात के लिए कई मॉडल पर विचार करते हैं कि ईवेंट दर सिस्टम गुणों पर कैसे निर्भर हो सकती है, और यह पूछें कि GW150914 और अन्य उम्मीदवार ईवेंट का अवलोकन समग्र दर के लिए क्या करता है। परिणाम मॉडल से मॉडल में भिन्न होते हैं, लेकिन उन्होंने उन मॉडलों को चुना जिन्हें वे महसूस कर सकते थे कि मोटे तौर पर एस्ट्रोफिजिकली प्रशंसनीय व्यवहार होता है। संक्षेप में उनके सार के रूप में:

केवल GW150914 को ध्यान में रखते हुए, यह मानते हुए कि ब्रह्मांड में सभी BBH में इस घटना के समान द्रव्यमान और स्पिन होते हैं, प्रति 100 वर्षों में 1 का गलत अलार्म थ्रेसहोल्ड लगाते हैं, और यह मानते हुए कि ComHing फ्रेम में BBH विलय की दर निरंतर है, हम 90 का अनुमान लगाते हैं की% विश्वसनीय सीमा2-53जीपीसी-3yआर-16-400जीपीसी-3yआर-12-400जीपीसी-3yआर-1

ध्यान दें कि पेपर प्रस्तुत किया गया है, प्रकाशित नहीं हुआ है, यानी, अभी भी सहकर्मी समीक्षा के तहत। इस तरह की गणना में विशेषज्ञता के साथ किसी के रूप में बोलते हुए, विधि के कुछ पहलू मुझे गड़बड़ लगते हैं, इसलिए मुझे लगता है कि संशोधन के लिए कुछ हफ्तों में लेख पर वापस जाँच करने के लायक है। यह देखने के लिए फैंसी पद्धति नहीं है कि यहां परिमाण का क्रम (प्रति वर्ष कुछ ~ 100 प्रति क्यूबिक गिगापार्क) सही बॉलपार्क में है। लेकिन कागज एक कार्यप्रणाली प्रस्तुत करता है जो अधिक विस्तृत और अधिक सटीक अनुमान और अनुमान लगा सकता है क्योंकि डेटा जमा होता है, इसलिए यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि कार्यप्रणाली ध्वनि है।


आपके संदेह क्या हैं?
रोब जेफ्रीस

यदि प्रकाशन के लिए कागज स्वीकार किए जाने के बाद उन्हें संबोधित नहीं किया जाता है, तो मैं उस समय का विचार करूंगा। मैं इसकी समीक्षा के दौरान सार्वजनिक रूप से चर्चा नहीं करना चाहता। मुझे नहीं लगता कि मेरी कोई भी चिंता मौजूदा बड़ी-अनिश्चितता शासन में अनुमानों को बदल देगी।
टॉम लोरेडो
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