望遠鏡なしの天文学-無理な有効性

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重力波は非常に動的で非対称であるため、アインシュタインの場の方程式でモデル化することは明らかにひどく困難なことです。伝統的に、重力波の影響の可能性を予測する唯一の方法は、重力波の原因となるオブジェクト自体が強い重力場を生成せず、速度も近くに移動しないと仮定して、必要なアインシュタイン方程式のパラメーターを推定することでした光の速度。

問題は、検出可能な重力波を生成する可能性が最も高い候補オブジェクト(近接する連星中性子星と結合するブラックホール)が正確にそれらの特性を持っていることです。それらは非常にコンパクトで非常に巨大な物体であり、相対論的(つまり、光速に近い)速度で動くことがよくあります。

上記の「推測」アプローチが実際には、近接した大規模なバイナリの動作を予測し、ブラックホールをマージする際に見事に機能するのは奇妙ではありませんか。したがって、次のタイトルの最近の論文: 重力物理学におけるポストニュートン近似の不合理な有効性について。

そのため、最初に誰もまだ重力波を検出していません。しかし、1916年でさえ、アインシュタインはそれらの存在を考え、数学的に、球形の質量を同じ質量の回転するダンベルで置き換えると重力放射が発生することを数学的に示しました。回転します。

アインシュタインの理論をテストするには、非常に感度の高い検出機器を設計する必要があります。これまで、そのような試みはすべて失敗しています。 2025年までに発売されるとは予想されていないレーザー干渉計スペースアンテナ(LISA)に期待が寄せられています。

ただし、LISAのような高感度検出装置だけでなく、重力波の決定的な証拠を表すのはどのような現象とどのようなデータであろうかを計算する必要もあります。 期待した 価値観は不可欠です。

当初、理論家たちは ニュートン後 (つまり、アインシュタイン時代) 近似 回転するバイナリシステムの場合(つまり、推定)–この近似は、低質量、低速度のシステムでのみ効果的であることが認められていますが、バイナリオブジェクトの自己重力と速度から生じる複雑な相対論的および潮汐効果それ自体は無視できます。

その後、スーパーコンピュータが地球上の非常に動的な気象システムをモデル化できるのと同じように、スーパーコンピュータの登場により、相対論的な速度で移動する近接大規模バイナリのすべてのダイナミクスを実際にモデル化できる数値相対性理論の時代が到来しました。

驚いたことに、またはあなたが好きなら 不当に、数値相対論から計算された値は、おそらくはだらしないポストニュートン近似によって計算された値とほぼ同じでした。ニュートン後の近似アプローチは、これらの状況では機能しないはずです。

著者全員に残されているのは、重力による赤方偏移によって、非常に巨大なオブジェクトの近くのプロセスが、実際よりもゆっくりと外部の観測者に重力的に「弱く」見えるようになる可能性です。それは、一種の、一種の、不合理な有効性を説明することができます…しかし、一種の、一種のだけです。

参考文献: ウィル、C。重力物理学におけるポストニュートン近似の不合理な有効性について。

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