Strona głównaPytania → Jak LIGO wykrywa fale grawitacyjne?

Jak LIGO wykrywa fale grawitacyjne?

Pytanie

Pyta Michał

Proszę wyjaśnić z jakiego powodu zakładamy, że to odkształca się czasoprzestrzeń układu odniesienia związanego z LIGO, a nie związanego z „miarką” czyli dowolnym fotonem lasera.

Odpowiedź

Odpowiada Tomasz Bulik

Wcale nie zakładamy tego, że odkształca się przestrzeń, a fotony nie. Efekt przejścia fali grawitacyjnej przez interferometr to zmiana długości drogi optycznej fotonów w dwóch ramionach tego interferometru. To jest złożenie dwóch efektów, o których mowa: zmiany geometrii czasoprzestrzeni i jej wpływ na propagację fotonów. Tych efektów nie można oddzielić. Aby fala grawitacyjna była wykrywalna, efektywna długość drogi optycznej fotonów w interferometrze musi być bliska długości fali grawitacyjnej. Tak jest w obecnych interferometrach: długość fali grawitacyjnej o częstotliwości 1000 Hz to 300 km, a światło odbija się kilkaset razy w interferometrze o długości 4 km. Mamy tu do czynienia z efektem, kiedy fala grawitacyjna przechodzi przez interferometr i w tym samym czasie fotony poruszają się w tym interferometrze, co daje mierzalny efekt.  Nie mierzymy statycznej zmiany odległości, pomiar fali grawitacyjnej to pomiar dynamiczny, efekt przechodzenia dwóch fal przez interferometr w tej samej skali czasowej.