| Часть серии по |
| Физическая космология |
|---|
 |
|
КатегорияГравитационный фон волны (также GWB и стохастическая фон ) является случайным гравитационно-волновым сигналом потенциально обнаружить с помощью экспериментов обнаружения волны гравитационных. Поскольку фон предполагается [ кем? ], чтобы быть статистически случайным , он до сих пор исследовался только с точки зрения таких статистических дескрипторов, как среднее значение , дисперсия и т. д.
Источники стохастического фона [ править ]
Предполагается несколько потенциальных источников фона в различных интересующих частотных диапазонах, при этом каждый источник создает фон с различными статистическими свойствами. Источники стохастического фона можно условно разделить на две категории: космологические источники и астрофизические источники.
Космологические источники [ править ]
Космологические предпосылки могут возникать из нескольких источников ранней вселенной. Некоторые примеры этих источников включают изменяющиеся во времени скалярные (классические) поля в ранней Вселенной, механизмы «предварительного нагрева» после инфляции, включающие передачу энергии от инфлатонных частиц к регулярному веществу, фазовые переходы в ранней Вселенной (такие как электрослабый фазовый переход), космические струны и т. д. Хотя эти источники более гипотетичны, обнаружение фона от них было бы крупным открытием новой физики. Обнаружение такого инфляционного фона окажет глубокое влияние на космологию ранней Вселенной и физику высоких энергий .
Астрофизические источники [ править ]
Астрофизический фон, создаваемый помехами множества слабых, независимых и неразрешенных астрофизических источников. [1] Например, ожидается, что астрофизический фон от слияний звездных двойных черных дыр станет ключевым источником стохастического фона для нынешнего поколения наземных детекторов гравитационных волн. ЛИГО и Девадетекторы уже обнаружили отдельные гравитационно-волновые события от таких слияний черных дыр. Однако будет большое количество таких слияний, которые нельзя будет разрешить индивидуально, что вызовет гудение случайного шума в детекторах. Другие астрофизические источники, которые нельзя разрешить индивидуально, также могут служить фоном. Например, достаточно массивная звезда на заключительном этапе своей эволюции схлопнется, образуя черную дыру или нейтронную звезду - при быстром коллапсе в последние моменты взрыва сверхновой , которое может привести к таким образованиям, гравитационные волны теоретически могут быть освобождены. [2] [3] Кроме того, в быстро вращающихся нейтронных звездах существует целый класс нестабильностей, вызванных излучением гравитационных волн.
Природа источника также зависит от чувствительной полосы частот сигнала. Современные наземные эксперименты, такие как LIGO и Virgo , чувствительны к гравитационным волнам в диапазоне звуковых частот примерно от 10 Гц до 1000 Гц. В этой полосе наиболее вероятным источником стохастического фона будет астрофизический фон от слияния двойной нейтронной звезды и двойной черной дыры звездной массы. [4]
Обнаружение [ править ]
11 февраля 2016 года коллаборации LIGO и Virgo объявили о первом прямом обнаружении и наблюдении гравитационных волн, которое имело место в сентябре 2015 года. В этом случае две черные дыры столкнулись, чтобы произвести обнаруживаемые гравитационные волны. Это первый шаг к открытию GWB. [5] [6]
См. Также [ править ]
- Космический микроволновый фон
- Космический нейтринный фон
Ссылки [ править ]
- ^ Джозеф Д. Романо, Нил. Дж. Корниш (2017). «Методы обнаружения стохастических гравитационно-волновых фонов: единая трактовка» . Живой Rev Relativ . 20 (1): 2. arXiv : 1608.06889 . Bibcode : 2017LRR .... 20 .... 2R . DOI : 10.1007 / s41114-017-0004-1 . PMC 5478100 . PMID 28690422 .
- ^ Отт, Кристиан Д .; и другие. (2012). "Сверхновые звезды с коллапсом ядра, нейтрино и гравитационные волны". Nuclear Physics B: Proceedings Supplements . 235 : 381–387. arXiv : 1212.4250 . Bibcode : 2013NuPhS.235..381O . DOI : 10.1016 / j.nuclphysbps.2013.04.036 .
- ^ Фрайер, Крис Л .; Нью, Kimberly CB (2003). «Гравитационные волны от гравитационного коллапса» . Живые обзоры в теории относительности . 6 (1): 2. arXiv : gr-qc / 0206041 . Bibcode : 2003LRR ..... 6 .... 2F . DOI : 10.12942 / lrr-2003-2 . PMC 5253977 . PMID 28163639 .
- ^ Научное сотрудничество LIGO и Сотрудничество Девы; Abbott, B.P .; Abbott, R .; Abbott, T. D .; Acernese, F .; Ackley, K .; Adams, C .; Adams, T .; Addesso, P .; Adhikari, R. X .; Адья, В. Б. (28 февраля 2018 г.). «GW170817: последствия для стохастического фона гравитационных волн из-за компактных бинарных слияний» . Письма с физическим обзором . 120 (9): 091101. DOI : 10,1103 / PhysRevLett.120.091101 .
- ^ Abbott, BP; и другие. (2016). "Наблюдение гравитационных волн от двойного слияния черных дыр". Phys. Rev. Lett. 116 (6): 061102. arXiv : 1602.03837 . Bibcode : 2016PhRvL.116f1102A . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.116.061102 . PMID 26918975 .
- ^ Кастельвекки, Давиде; Витце, Александра (11 февраля 2016 г.). «Наконец-то найдены гравитационные волны Эйнштейна» . Новости природы . DOI : 10.1038 / nature.2016.19361 . Проверено 11 февраля +2016 .
Внешние ссылки [ править ]
- Эксперименты с гравитационными волнами и космология ранней Вселенной
| vтеКосмология | ||
|---|---|---|
| Фон |
|  |
| История космологических теорий |
| |
| Прошлая вселенная |
| |
| Настоящая вселенная |
| |
| Вселенная будущего |
| |
| Составные части |
| |
| Формирование структуры |
| |
| Эксперименты |
| |
астрономический портал | ||
