A gravitációs hullámok és a LIGO

Gravitációshullám-források


2 egymás körül keringő fekete lyuk gravitációs hullámainak
3 dimenziós ábrázolása [Kép: Henze, NASA]

2 fekete lyuk keltette gravitációs hullámok háromdimenziós ábrázolása

Általában bármilyen gyorsulás, amely nem gömb- vagy hengerszimmetrikus, gravitációs hullámokat kelt. Tekintsünk például egy szupernóvaként felrobbanó csillagot. Ha a kilökődő anyag nem gömbszimmetrikusan távozik, akkor a robbanás gravitációs hullámokat fog kelteni, még ha ugyanott marad is a csillag tömegközéppontja a robbanás után. De gondolhatunk egyszerűen egy forgó csillagra. Egy tökéletesen gömbszimmetrikus csillag nem bocsát ki gravitációs hullámokat, egy egyenetlen felszínű viszont igen.

A modern detektorok által érzékelhető gravitációs hullámok frekvenciája - ha azok hanghullámok volnának - a hallható tartományba esne. Ebben az értelemben a detektorokat "gravitációshullám-rádióknak" tekinthetjük. Ugyanúgy, ahogy a rádióhullámok csak akkor válnak hallhatóvá, ha egy rádió detektálja azokat, majd az átalakított jeleket a hangszóróra küldi, a gravitációs hullámokba is csak akkor tudunk belehallgatni, ha egy megfelelő detektorral felfogjuk és értelmezzük a jeleket, majd továbbítjuk egy hangszóróhoz. A hullám létrejöttéhez vezető fizikai körülmények ott rejlenek ebben a "zenében", a fizikusok feladata ennek megfejtése. A következőkben a gravitációs hullámok jellemzésekor ebben az értelemben beszélünk arról, hogy milyen "hangot" keltenek a különféle várt jelek.



Hallgasd meg két összeolvadó neutroncsillag szimulált jelét.

Hallgasd meg ugyanezt a jelet hozzákevert zajjal. A LIGO detektoraiban a zaj főleg a helyi környezet rezgéseiből származik.

A gravitációs hullámok forrásai négy fő csoportra oszthatók, melyekért különböző típusú mozgások illetve tömegátrendeződések felelősek: periodikus, bespirálozó, kitörésszerű és sztochasztikus.

» Következő:  Periodikus gravitációs hullámok