Valurile gravitaționale sunt lucruri aparent dificile de modelat cu ecuațiile de câmp ale lui Einstein, întrucât sunt extrem de dinamice și nesimetrice. În mod tradițional, singura modalitate de a se apropia de a prezice efectele probabile ale undelor gravitaționale a fost estimarea parametrilor de ecuație Einstein necesari, presupunând că obiectele care provoacă undele gravitaționale nu au generat câmpurile gravitaționale în sine - și nici nu s-au mișcat la viteze oriunde aproape de viteza luminii.
Problema este că obiectele candidate cel mai probabil care ar putea genera valuri de gravitație detectabile - stele binare de neutroni și fuzionarea găurilor negre - au exact aceste proprietăți. Sunt corpuri extrem de compacte, foarte masive, care se deplasează adesea la viteze relativiste (adică aproape de viteza luminii).
Nu este ciudat, atunci, că abordarea „estimativă” descrisă mai sus funcționează de fapt genial în prezicerea comportamentelor binarelor masive apropiate și a contopirii găurilor negre. De aici apare o lucrare recentă intitulată: Cu privire la eficiența nerezonabilă a aproximării post-newtoniene în fizica gravitațională.
Deci, în primul rând, nimeni nu a detectat încă valurile gravitaționale. Dar chiar și în 1916, Einstein a considerat existența lor probabilă și a demonstrat matematic că radiațiile gravitaționale ar trebui să apară atunci când înlocuiți o masă sferică cu o gantere rotativă a aceleiași mase, care, datorită geometriei sale, va genera dinamici și efecte de flux asupra spațiului-timp pe măsură ce se rotește.
Pentru a testa teoria lui Einstein, este necesar să proiectăm echipamente de detectare foarte sensibile și până în prezent toate aceste încercări au eșuat. Mai multe speranțe acum se bazează în mare măsură pe Antena Spațială Interferometru Laser (LISA), care nu este de așteptat să se lanseze înainte de 2025.
Totuși, precum și echipamentele de detectare sensibile precum LISA, trebuie să calculați și ce tip de fenomene și ce fel de date ar reprezenta dovezi definitive ale unei unde de gravitație - care este cazul în care toată teoria și matematica sunt necesare pentru a determina acestea așteptat valorile sunt vitale.
Inițial, teoreticienii au elaborat o post-newtonian (adică era lui Einstein) apropiere (adică, în consecință) pentru un sistem binar rotativ - deși s-a recunoscut că această aproximare ar funcționa în mod eficient doar pentru un sistem de masă joasă, cu viteză mică - în cazul în care orice efecte relativiste și de maree se complică, care decurg din auto-gravitația și viteza obiectelor binare. ele însele, puteau fi ignorate.
Apoi a venit epoca relativității numerice în care apariția supercomputerelor a făcut posibilă modelarea efectivă a tuturor dinamicii binarelor masive apropiate care se deplasează cu viteze relativiste, la fel cum modul în care supercomputerele pot modela sisteme meteorologice foarte dinamice pe Pământ.
Surprinzător, sau dacă îți place în mod nejustificat, valorile calculate de la relativitatea numerică au fost aproape identice cu cele calculate prin presupusul apropiat trupesc post-newtonian. Abordarea de apropiere post-newtoniană nu trebuie să funcționeze pentru aceste situații.
Toți autorii au rămas este posibilitatea ca redshift-ul gravitațional să facă ca procesele din apropierea obiectelor foarte masive să apară mai lent și gravitațional „mai slabe” pentru un observator extern decât sunt cu adevărat. Asta ar putea explica - un fel de, ar putea explica eficiența nerezonabilă ... dar doar un fel de.
Citire ulterioară: Will, C. În legătură cu eficiența nerezonabilă a aproximării post-newtoniene în fizica gravitațională.
