Βαρυτικά Κύματα ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΣΤΕΡΓΙΟΥΛΑΣ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Σχετικά έγγραφα
Τα Κύματα της Βαρύτητας

Εξερευνώντας το Σύμπαν με τα Κύματα της Βαρύτητας

ΕΞΕΡΕΥΝΩΝΤΑΣ ΤΟ ΣΥΜΠΑΝ ΜΕ ΤΑ ΚΥΜΑΤΑ ΤΗΣ ΒΑΡΥΤΗΤΑΣ

Υπάρχουν οι Μελανές Οπές;

ΘΕΩΡΙΑ ΣΧΕΤΙΚΟΤΗΤΑΣ: Ιστορική εξέλιξη και σύγχρονα πειράματα

Η ΣΧΕΤΙΚΟΤΗΤΑ ΣΗΜΕΡΑ ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΣΤΕΡΓΙΟΥΛΑΣ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Γενική Θεωρία της Σχετικότητας

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΓΕΝΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΣΧΕΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΒΑΡΥΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΣΤΟ ΚΕΝΟ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΒΑΡΥΤΙΚΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ ΑΠΟ ΠΗΓΕΣ ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΒΑΡΥΤΙΚΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ

Ανακάλυψη βαρυτικών κυµάτων από τη συγχώνευση δύο µαύρων οπών. Σελίδα LIGO

Δύο Συνταρακτικές Ανακαλύψεις

θεμελιακά Ερωτήματα Κοσμολογίας & Αστροφυσικής

Ανακάλυψη βαρυτικών κυμάτων από τη συγχώνευση δύο μαύρων οπών. Σελίδα LIGO

ΚΟΣΜΟΛΟΓΙΑ ΚΟΣΜΟΛΟΓΙΑ είναι ο τομέας τις ϕυσικής που προσπαθεί να εξηγήσει την γένεση και την εξέλιξη του σύμπαντος χρησιμοποιώντας παρατηρήσεις και τ

Μέρος A: Νευτώνιες τροχιές (υπό την επίδραση συντηρητικών δυνάμεων) (3.0 μονάδες)

ξ i (t) = v i t + ξ i (0) (9) c (t t 0). (10) t = t, z = z 1 2 gt 2 (12)

ιστοσελίδα μαθήματος

ds 2 = 1 y 2 (dx2 + dy 2 ), y 0, < x < + (1) dx/(1 x 2 ) = 1 ln((1 + x)/(1 x)) για 1 < x < 1. l AB = dx/1 = 2 (2) (5) w 1/2 = ±κx + C (7)

Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σεμινάριο Φυσικής Ενότητα 14

Αστέρες Νετρονίων και Μελανές Οπές:

3. Το πρότυπο του Bohr εξήγησε το ότι το φάσμα της ακτινοβολίας που εκπέμπει το αέριο υδρογόνο, είναι γραμμικό.

ΣΧΕΤΙΚΟΤΗΤΑ Μετασχηματισμοί Γαλιλαίου. (Κλασική θεώρηση) αφού σύμφωνα με τα πειράματα Mickelson-Morley είναι c =c.

Θεωρητική Εξέταση. 24 ος Πανελλήνιος Διαγωνισμός Αστρονομίας και Διαστημικής η φάση: «ΠΤΟΛΕΜΑΙΟΣ»

ΑΝΟΙΧΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Αστροφυσική. Ενότητα # 8: Pulsars. Νικόλαος Στεργιούλας Τμήμα Φυσικής

R s ~ M Για αστρικές μάζες ΜΟ είναι μερικές φορές μικρότερη των αστέρων νετρονίων


Διαδραστική Έκθεση Επιστήμης και Τεχνολογίας

Τροχιές σωμάτων σε πεδίο Βαρύτητας. Γιώργος Νικολιδάκης

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ - ΘΕΩΡΙΑ - ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ

Κίνηση πλανητών Νόµοι του Kepler

Βαρύτητα-Βαρυτικά Κύματα

8 η Διάλεξη Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, φαινόμενα συμβολής, περίθλαση

Κεφάλαιο 8. Βαρυτικη Δυναμικη Ενεργεια { Εκφραση του Βαρυτικού Δυναμικού, Ταχύτητα Διαφυγής, Τροχιές και Ενέργεια Δορυφόρου}

5 Σχετικιστική μάζα. Στο Σ Πριν Μετά. Στο Σ

ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΑ ΚΥΜΑΤΑ (Κύματα στην Επιφάνεια Υγρού Θαλάσσια Κύματα)

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: 1 η - ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 14/09/2014 ΘΕΜΑ Α

Κυματική οπτική. Συμβολή Περίθλαση Πόλωση

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 1: Ανασκόπηση Σύγχρονης Φυσικής. Ανδρέας Τερζής Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

Προςομοιϊςεισ Διπλϊν Συςτημάτων Συμπαγϊν Αςτζρων ςτην Ελλειψοειδή Προςζγγιςη

ΩΡΙΩΝ ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΚΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΠΑΤΡΑΣ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

5 Σχετικιστική μάζα. Στο Σ Πριν Μετά. Στο Σ

Σεμινάριο Φυσικής. Ενότητα 2. Γεωργακίλας Αλέξανδρος Ζουμπούλης Ηλίας Μακροπούλου Μυρσίνη Πίσσης Πολύκαρπος

To CERN (Ευρωπαϊκός Οργανισµός Πυρηνικών Ερευνών) είναι το µεγαλύτερο σε έκταση (πειραµατικό) κέντρο πυρηνικών ερευνών και ειδικότερα επί της σωµατιδι

Εισαγωγή στην αστρονοµία Αστρικά πτώµατα (Λευκοί Νάνοι, αστέρες νε. µαύρες τρύπες) Η ϕυσική σε ακρέες καταστάσεις

ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΛΑ Β) ΔΕΥΤΕΡΑ 20 ΜΑΙΟΥ 2013 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙ ΕΣ

ΤΟ ΦΩΣ ΩΣ ΑΓΓΕΛΙΟΦΟΡΟΣ ΤΟΥ ΣΥΜΠΑΝΤΟΣ. Κατερίνα Νικηφοράκη Ακτινοφυσικός (FORTH)

Αριθμητικός υπολογισμός τροχιών σωμάτων στη γεωμετρία Schwarzschild. Κουλούρης Κωνσταντίνος

Κεφάλαιο 5 ο : Μηχανικά Κύματα

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΤΟ ΥΛΙΚΟ ΕΧΕΙ ΑΝΤΛΗΘΕΙ ΑΠΟ ΤΑ ΨΗΦΙΑΚΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΑ ΒΟΗΘΗΜΑΤΑ ΤΟΥ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟΥ ΠΑΙΔΕΙΑΣ.

ΠΟΣΟ ΜΕΓΑΛΑ ΕΙΝΑΙ ΤΑ ΑΣΤΕΡΙΑ;

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9 «Κυμάνσεις» Μαρία Κατσικίνη users.auth.gr/~katsiki

ΙΑΤΡΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ eclass: MED808 Π. Παπαγιάννης

Κοσμολογία. Η δομή, η εξέλιξη του Σύμπαντος και τα πειράματα στο CERN. Γιάννης Νταλιάνης (PhD)

Λύσεις: Τελική Εξέταση 28 Αυγούστου 2015

ΒΑΡΥΤΗΤΑ. Το μέτρο της βαρυτικής αυτής δύναμης είναι: F G όπου M,

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΜΗ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ ΘΕΩΡΙΑ ο ΜΑΘΗΜΑ

ΜΑΘΗΜΑ - ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΗ ΥΛΗ

ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΙΑΚΗ ΚΟΣΜΟΛΟΓΙΑ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

Η ύπαρξη ορίων στις μεταβολές (min και max) και πρώτα απ' όλα στο χρόνο. Ειδικότερα η ύπαρξη σταθερών μέσων όρων και των φυσικών σταθερών.

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ & ΕΠΑ.Λ. Β 20 ΜΑΪΟΥ 2013 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΕΙΔΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΤΗΣ ΣΧΕΤΙΚΟΤΗΤΑΣ

Ηλεκτρομαγνητικά Διαδίδονται στο κενό

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ

Κεφάλαιο 37 Αρχική Κβαντική Θεωρία και Μοντέλα για το Άτομο. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

Φαινόμενο Unruh. Δημήτρης Μάγγος. Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο September 26, / 20. Δημήτρης Μάγγος Φαινόμενο Unruh 1/20

Εισαγωγή στη Σχετικότητα και την Κοσμολογία ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Κεφάλαιο 5 ο : Μηχανικά Κύματα

Η αστρονομία βαρυτικών κυμάτων ένα ακόμη δώρο του Einstein στην ανθρωπότητα

Κβαντική µηχανική. Τύχη ή αναγκαιότητα. Ηµερίδα σύγχρονης φυσικής Καραδηµητρίου Μιχάλης

ΘΕΜΑ Α : α V/m β V/m γ V/m δ V/m

ΦΥΣΙΚΗ Ι. ΤΜΗΜΑ Α Ε. Στυλιάρης

Κεφάλαιο 2 ο Ενότητα 1 η : Μηχανικά Κύματα Θεωρία Γ Λυκείου

Γιατί δεν πιάνεται; (δεν το αισθανόμαστε- δεν το πιάνουμε)

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

Κοσμολογία. Η δημιουργία και η εξέλιξη του Σύμπαντος. Κοσμάς Γαζέας. Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών

Εργαστήριο Οπτικής ΣΥΜΒΟΛΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ

Σύγχρονη Φυσική 1, Διάλεξη 4, Τμήμα Φυσικής, Παν/μιο Ιωαννίνων Η Αρχές της Ειδικής Θεωρίας της Σχετικότητας και οι μετασχηματισμοί του Lorentz

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 2: Σύστημα δύο σωματιδίων-αρχή της αντιστοιχίας. Ανδρέας Τερζής Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

Γραμμικά φάσματα εκπομπής

Μην ξεχνάµε την διαπεραστική µατιά του Λυγκέα.

A3. Δίνονται οι πυρήνες

Κοσμολογία & Αστροσωματιδική Φυσική Μάγδα Λώλα CERN, 28/9/2010

ΑΝΑΚΟΙΝΩΣΗ. Διευκρινίσεις για την ύλη του μαθήματος ΚΟΣΜΟΛΟΓΙΑ

ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου

Μοριακή Φασματοσκοπία I. Παραδόσεις μαθήματος Θ. Λαζαρίδης

Physics by Chris Simopoulos

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΥΤΕΡΑ 3 ΙΟΥΛΙΟΥ 2006 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ

Αριστοτέλης ( π.χ) : «Για να ξεκινήσει και να διατηρηθεί μια κίνηση είναι απαραίτητη η ύπαρξη μιας συγκεκριμένης αιτίας»

1. ΒΟΛΗ Προσομοιώνεται η κίνηση ενός σώματος κοντά στην επιφάνεια της Γης. Η αρχική θέση και ταχύτητά του επιλέγονται από το χρήστη.

Θεωρητική Εξέταση. 23 ος Πανελλήνιος Διαγωνισμός Αστρονομίας και Διαστημικής η φάση: «ΠΤΟΛΕΜΑΙΟΣ»

H ΚΟΣΜΟΛΟΓΙΑ ΜΕΤΑ ΑΠΟ 100 ΧΡΟΝΙΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΤΗΣ ΣΧΕΤΙΚΟΤΗΤΟΣ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ II. ΤΟ ΦΩΣ ΜΟΝΤΕΛΟ ΤΟΥ BOHR Ν. ΜΠΕΚΙΑΡΗΣ

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ Απρίλιος 2015

Κεφάλαιο 38 Κβαντική Μηχανική

Αστρική Εξέλιξη. Η ζωή και ο θάνατος των αστέρων. Κοσμάς Γαζέας. Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

Transcript:

Βαρυτικά Κύματα ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΣΤΕΡΓΙΟΥΛΑΣ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ Θεσσαλονίκη, 6/4/2014

Νευτώνεια βαρύτητα 1687: Ο Νεύτωνας θεωρούσε ότι η βαρύτητα δρα ακαριαία σε οσοδήποτε μεγάλες αποστάσεις. G m1 m2 F= r2 (το βαρυτικό δυναμικό Φ δίνεται από μια ελλειπτική εξίσωση) 2 Φ=4πGρ Έτσι εξήγησε τους νόμους των πλανητικών τροχιών που είχε βρει εμπειρικά ο Κέπλερ (1609)

Προβλήματα της Νευτώνειας βαρύτητας 1859: Le Verrier: Το περιήλιο της ελλειπτικής τροχιάς του Ερμή μετατίθεται κατά ένα ανεξήγητο 38''/αιώνα!

Προβλήματα της Νευτώνειας βαρύτητα 1900: ο Lorentz προτείνει ότι η δύναμη της βαρύτητας δε μεταδίδεται ακαριαία (όπως προβλέπει η Νευτώνεια θεωρία) αλλά με την ταχύτητα του φωτός. 1905: ο Poincaré προτείνει την ύπαρξη βαρυτικών κυμάτων. Έπρεπε να βρεθεί μια νέα θεωρία για τη βαρύτητα, η οποία να περιγράφεται από κυματικές εξισώσεις (υπερβολικού τύπου). 2 1 Φ 2 2 + Φ=4πGρ 2 c t

Γενική Θεωρία Σχετικότητας (ΓΘΣ) Η ΓΘΣ ενσωματώνει τη Βαρύτητα στον 4-διάστατο χωρόχρονο της ΕΘΣ, όπου οι φυσικές αποστάσεις μετρώνται με τη βοήθεια ενός μετρικού τανυστή. Η βαρύτητα εκδηλώνεται ως καμπύλωση του χωροχρόνου, που προκαλείται από κάθε μορφής ενέργεια. Οι εξισώσεις πεδίου ισχύουν σε οποιοδήποτε σύστημα συντεταγμένων (είναι συναλλοίωτες).

"Δαχτυλίδι του Einstein" LRG 3-757

Ελάττωση της (κλασικής) ενέργειας φωτονίων Η κλασική ενέργεια Ε = hν ενός φωτονίου ελαττώνεται, όταν αυτό εξέρχεται από ένα βαρυτικό πεδίο. Ένα φωτόνιο που εκπέμπεται με ενέργεια Ε0 σε κάποια απόσταση r από μια πηγή βαρύτητας, θα φτάσει σε μεγάλη απόσταση με μικρότερη ενέργεια Rs Ε= 1 r ( 1/2 ) Ε0 όπου Rs είναι η ακτίνα Schwarzschild. Ένα οποιοδήποτε σώμα με μάζα M, αρκεί να συρρικνωθεί αρκετά, ώστε η ακτίνα του να γίνει ακτίνα Schwarzschild. Ήλιος: Rs= 3km Γη: Rs= 9mm

Η μελανή οπή στην κλασική ΓΘΣ Καμιά πληροφορία δεν μπορεί να εξέλθει από την ακτίνα Schwarzschild, κι έτσι αυτή αποτελεί έναν ορίζοντα γεγονότων. Ορίζοντας Γεγονότων Σημείο Άπειρης Πυκνότητας

ΓΘΣ και μετρικός τανυστής 1915: Ο Einstein θεμελιώνει τη Γενική Θεωρία Σχετικότητας H καμπύλωση του χωροχρόνου σε 3+1 διαστάσεις περιγράφεται από έναν μετρικό τανυστή gij.

Η καμπύλωση του χωροχρόνου Όσο πιο έντονη η βαρύτητα, τόσο πιο έντονη η καμπύλωση του χωροχρόνου. Ορίζοντας γεγονότων Άπειρη ένταση βαρύτητας

Περιστρεφόμενη μελανή οπή Η λύση της ΓΘΣ για περιστρεφόμενες μελανές οπές ανακαλύφθηκε από τον Kerr. Εργόσφαιρα Στατικό όριο Ορίζοντας γεγονότων

Βαρυτικά Κύματα Μακριά από ένα αστέρα που ταλαντώνεται, ο μετρικός τανυστής είναι μια μικρή διαταραχή του (επίπεδου) μετρικού τανυστή Minkowski της ΕΘΣ. Σε αυτή την προσέγγιση, προκύπτει πράγματι μια κυματική εξίσωση. 1 αβ αβ G R g R=8πT 2 αβ αβ μετρική αβ αβ ενέργεια-ορμή g =η + h αβ 2 2 + 2 h αβ = 16 πt αβ t ( ) στο κενό: Tαβ = 0

Διαφορές Βαρυτικών/Ηλεκτρομαγνητικών Κυμάτων Τα βαρυτικά κύματα έχουν αρκετές διαφορές σε σχέση με τα ηλεκτρομαγνητικά. Οι κυριότερες ιδιότητες είναι: Ηλεκτρομαγνητικά Κύματα Βαρυτικά Κύματα Τουλάχιστον διπολικά Τουλάχιστον τετραπολικά Δημιουργούνται από +/- φορτία Δημιουργούνται από + μάζες Ισχυρή αλληλεπίδραση με την ύλη Ασθενής αλληλεπίδραση με την ύλη Γραμμική/κυκλική πόλωση Πόλωση + / χ Μπορεί να έχουν μήκος κύματος μικρότερο από τις διαστάσεις της πηγής Έχουν μήκος κύματος πολύ μεγαλύτερο από τις διαστάσεις της πηγής

Πόλωση των Βαρυτικών Κυμάτων Τα βαρυτικά κύματα είναι εγκάρσια και έχουν δύο ειδών πολώσεις:

Πλάτος Βαρυτικών Κυμάτων Η πηγή των βαρυτικών κυμάτων είναι μη-αξονικά συμμετρικές χρονικές μεταβολές (τουλάχιστον τετραπολικές). Εάν υποθέσουμε περιοδική μεταβολή, με κάποια συχνότητα Ω, βρίσκουμε: lm πυκνότητα μάζας l m 3 I ρx x d x h jk = 2 I jk / r = 2Ω 2 I jk e i Ωr / r ελάττωση πλάτους ως 1/r τετραγωνική εξάρτηση από τη συχνότητα

Παράδειγμα: Ταλάντωση Αστέρα Νετρονίων Ακτίνα: R=10 km Συχνότητα: f = 2 khz Aπόσταση: r = 20 Mpc Ροή ενέργειας βαρυτικών κυμάτων στη Γη: F = 0.6 W/m2/s > F(Η/Μ της Σελήνης)! Παρόλα αυτά, λόγω της πολύ ασθενούς αλληλεπίδρασης των βαρυτικών κυμάτων με την ύλη, προκαλείται μια διαφορά μήκους μόλις ΔL ~ 1% της ακτίνας ενός πρωτονίου (!) σε έναν ανιχνευτή μήκους L = 4 km. Δηλαδή, το σχετικό πλάτος είναι (στην καλύτερη περίπτωση) της τάξης μεγέθους: h ~ ΔL/L ~ 10-21

Διπλά Συστήματα Αστέρων Νετρονίων (Nobel Prize, 1993) Η πρώτη έμμεση επιβεβαίωση της ύπαρξης των βαρυτικών κυμάτων! PSR B1913+16 Weisberg & Taylor 03 Reference (to me)

Κοσμική Ακτινοβολία Υποβάθρου Θερμοκρασία: 2.7 K. Διαταραχές: <10 μκ. (αποστολή Planck της ESA)

Πείραμα BICEP-2 Η λύση της ΓΘΣ για περιστρεφόμενες μελανές οπές ανακαλύφθηκε από τον Kerr.

Αποτύπωμα Βαρυτικών Κυμάτων Η διέλευση βαρυτικών κυμάτων αφήνει ένα χαρακτηριστικό αποτύπωμα.

Το 'Κανονικό' Κοσμολογικό Μοντέλο Το απλούστερο μοντέλο προβλέπει την ύπαρξη μιας αρχικής φάσης πληθωριστικής επέκτασης του Σύμπαντος.

22

Παγκόσμιο Δίκτυο Συμβολόμετρων Ακτίνων Laser Μελλοντικά, όλοι οι συμβολομετρικοί ανιχνευτές θα λειτουργούν ως ένα ενιαίο πείραμα, το οποίο θα επιτρέπει τον εντοπισμό θέσης των διαφόρων πηγών.

Συμβολόμετρο Ακτίνων Laser Ουσιαστικά πρόκειται για μια μεγάλης κλίμακας διάταξη τύπου MichelsonMorley. Επειδή το μήκος κύματος των βαρυτικών κυμάτων είναι μεγαλύτερο από το μήκος των ακτίων laser, χρησιμοποιείται πολλαπλή ανάκλαση (optical cavity) 100 με 1000 φορές. Η ισχύς της πηγής ακτίνων laser είναι της τάξης των 40 kw.

Πηγές Πειραματικού Θορύβου Η ευαισθησία του ανιχνευτή περιορίζεται από διάφορες πηγές θορύβου: Στις χαμηλές συχνότητες: Σεισμικές δονήσεις Τοπικές μεταβολές της βαρύτητας (ένα πουλί που πετά σε απόσταση 50m προκαλεί διαταραχές της τάξης 10-16 στη συχνότητα 1Hz!) Στις μεσαίες συχνότητες: Θερμικός θόρυβος Στις υψηλές συχνότητες: Κβαντικές διαταραχές της ακτίνας laser.

Συμβολομετρικοί Ανιχνευτές 2ης Γενιάς Σήμερα οι ανιχνευτές LIGO, VIRGO και GEO βρίσκονται στο στάδιο της αναβάθμισης και αναμένεται στο διάστημα 2015-2020 να προσεγγίσουν σταδιακά την επιθυμητή ευαισθησία. Οι πρώτη ανίχνευση της συγχώνευσης διπλού συστήματος αστέρα νετρονίων είναι πιθανή το 2017.

Εργασίες Αναβάθμισης στον Ανιχνευτή VIRGO Συμμετοχή στο Επιστημονικό Συμβούλιο Virgo-Ego Scientific Forum (VESF)

Ανίχνευση Συγχώνευσης Αστέρων Νετρονίων ~10 λεπτά 20 Mp c 300 M pc ~10,000 κύκλοι

Ανίχνευση Συγχώνευσης Αστέρων Νετρονίων Η ανάλυση της κυματομορφής θα επιτρέψει τον υπολογισμό της μάζας και ακτίνας των αστέρων νετρονίων με ακρίβεια καλύτερη από 3%. Αυτό θα μας αποκαλύψει τις πραγματικές ιδιότητες της ύλης στο κέντρο αυτών των αστέρων. (Bauswein, Stergioulas, Janka 2014)

Διαστημικό Συμβολόμετρο elisa Για πηγές πολύ χαμηλών συχνοτήτων, χρειάζεται πολύ μεγάλο μήκος των ακτίνων laser.

Διαστημικό Συμβολόμετρο elisa

Ο "Ήχος" μιας Μελανής Οπής

Ανίχνευση Βαρυτικών Κυμάτων μέσω Pulsar Τα pulsar μπορεί να χρησιμοποιηθούν για την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων.

Ανίχνευση Βαρυτικών Κυμάτων μέσω Pulsar Αυτό που μπορεί να ανιχνευθεί είναι το υπόβαθρο βαρυτικών κυμάτων από γαλαξιακές μελανές οπές σε συχνότητες nhz (2015-2020).

Περιστρεφόμενη μελανή οπή Η λύση της ΓΘΣ για περιστρεφόμενες μελανές οπές ανακαλύφθηκε από τον Kerr.

Επεκτάσεις της ΓΘΣ Σήμερα υπάρχουν επεκτάσεις της ΓΘΣ, που βασίζονται σε διαφορετικά αξιώματα. δι-μετρικές gij + γij Ανώτερες διαστάσεις μεταβλ. c dc 0 dt διαν. μετρ. gij + v βαθμ. μετρ. gij + φ ΓΘΣ gij? μεταβλ. G dg 0 dt

Επεκτάσεις της ΓΘΣ Οι 4-διάστατες επεκτάσεις έχουν ως βάση τη ΓΘΣ και αποκλίνουν από αυτή κατά 10 διαφορετικές παραμέτρους. νέα θεωρία = ΓΘΣ gij + αποκλίσεις γ, β Οι δύο κύριες παράμετροι απόκλισης από τη ΓΘΣ είναι οι γ, β. Εάν βρεθεί πειραματικά ότι έχουν μη-μηδενικές τιμές, τότε η ΓΘΣ θα αντικατασταθεί από μια νέα, πιο ακριβή θεωρία.

ΤΕΛΟΣ http://www.astro.auth.gr/~niksterg