왜 중력파를 감지 할 수 있습니까?

LIGO가 마침내 거대한 레이저 간섭계를 사용하여 중력파를 측정 했으므로 나에게 질문이 남아 있습니다. 왜 가능할까요? 많은 뉴스 기사에서 설명했듯이 중력파는 수파 또는 전자파와 유사하며 물이나 공간과 같은 매체에는 존재하지 않지만 시공간 자체는 전송 매체입니다. 시공간 자체가 중력파에 의해 수축되고 확장되면 측정 수단도 마찬가지입니다. 웨이브가 측정 장치를 통과하는 동안 측정에 사용하는 눈금자 (레이저 빔)가 변형됩니다. 그렇지 않으면 "룰러"는 시공간 밖에서 살아야하지만 외부는 없습니다. 시공간이 푸딩으로 채워진 컵이라면, 우리가 10 점으로 직선을 그리면 엄지 손가락으로 푸딩을 약간 밀면 선이 구부러 지지만, 우리에게는, 연장선을 측정하려면 시공간 (푸딩) 이외의 눈금자를 사용하여 11 점을 측정해야했기 때문에 줄에 10 점이 남아 있습니다. 그러나 외부는 없습니다. 3 차원 차원뿐만 아니라 시간 차원에서도 마찬가지입니다. 그들이 "그것을"했기 때문에, 내가 무엇을 놓치고 있습니까?

짧은 대답은 "장치에있는"파도가 실제로 늘어난다는 것입니다. 그러나 레이저에 의해 생성되는 "신선한 파도"는 그렇지 않습니다. "새로운"파가 간섭계에서 시간을 소비하는 것보다 훨씬 적은 시간을 소비하는 한 (대략 1 / 중력파 주파수가 소요됨), 당신이 말하는 효과는 무시 될 수 있습니다.

세부:

이 명백한 역설 : 당신은 두 가지 방법으로 검출에 대해 생각할 수 있습니다. 한편으로 탐지기 암의 길이가 변경되고 광선의 왕복 이동 시간이 변경되어 Wavecrest의 도착 시간 차이가 위상차로 해석된다고 상상할 수 있습니다. 간섭계에서 감지되었습니다. 반면에, 당신은 우주의 팽창과 유사합니다 – 팔 길이가 변한다면, 빛의 파장이 정확히 같은 요소에 의해 변하지 않기 때문에 위상차에 변화가 없을까요? 나는 이것이 후자의 질문이라고 생각합니다.

분명히, 검출기가 작동하므로 두 번째 해석에 문제가 있어야합니다. Saulson 1997 의 이것에 대한 훌륭한 토론이 있습니다.

해석 1 :

$x$$y$$z$

$$ds^2 = -c^2 dt^2 + (1+ h(t))dx^2 + (1-h(t))dy^2,$$ $h(t)$

$ds^2=0$

$$c dt = \sqrt{(1 + h(t))}dx \simeq (1 + \frac{1}{2}h(t))dx$$ $$\tau_+ = \int dt = \frac{1}{c}\int (1 + \frac{1}{2}h(t))dx$$

$L$$L(1+h/2)$

$$\Delta \tau = \tau_+ - \tau_- \simeq \frac{2L}{c}h$$ $$\Delta \phi = \frac{4\pi L}{\lambda} h$$ $h(t)$

해석 2 :

우주의 팽창과 유사하게, 중력파는 않는 실험의 각 팔 광의 파장을 변경. 그러나 중력파가 통과 할 때 장치 에있는 파동 만 영향을받을 수 있습니다.

$h(t)$$L$$L+h(0)/2$$2L/c$

그러나 나중에 장치에 들어가는 파도는 어떻습니까? 그것들을 위해, 레이저 주파수 는 변하지 않고 빛의 속도가 일정하기 때문에 파장은 변하지 않습니다. 이 파동은 길어진 팔을 따라 이동하므로 해석 1과 정확히 같은 위상 지연을 경험합니다.

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