Mais sobre a detecção de ondas gravitacionais

3 de março, 2016 às 16:52 | Postado em Astronomia, Cosmologia, Gravitação, Relatividade

O deformação espaço tempo detectada pelo LIGO e transformada pelos LASERs em sinal sonoro foi um evento transitorio? Se esta pergunta faz sentido, o LIGO é uma “antena” esperando detectar outros sinais? Esta “antena” é direcional?

Os lasers do LIGO não transformam as deformações do espaço-tempo (E-T) em sinal sonoro. Alguém, possivelmente  do próprio LIGO, fez esta comparação, porque a frequência das ondas gravitacionais (OGs) detectadas por LIGO, são similares a das ondas sonoras audíveis. Mas elas são de natureza distinta das ondas mecânicas (som) ou das ondas eletromagnéticas (EM).

Como esclarecimento cito o exemplo de ondas EM convertidas em sinais sonoros:  se pode produzir ondas EM com frequências similares às das ondas sonoras mas  isto não quer dizer que se vá “escutar” diretamente as ondas EM. Se você quiser ouvir alguma coisa a partir das ondas EM  precisará de um aparelho receptor dessas ondas que também seja capaz de transformá-las em sinais audíveis. Tal acontece quando ligamos o aparelho de rádio que, através de um circuito e de alto-falantes, transforma em sinais audíveis as ondas EM geradas na estação emissora.

Como então LIGO detecta a deformação do E-T pelas OGs?

O pacote de deformação E-T como o produzido pela fusão de dois buracos negros (BNs) chega à Terra na forma de um cilindro elíptico, cuja elipticidade muda ao longo do eixo z (z é a direção de propagação). Esta OG, por ser elíptica, deforma diferentemente os dois braços em configuração L do  LIGO, e os lasers, que estão interferindo permanentemente, acusam uma variação do padrão de interferência. Na verdade o padrão de interferência está permanentemente mostrando um número muito grande de variações entre ambos os braços (já explicados em Detecção de ondas gravitacionais: por que seriam estas ondas originadas na fusão de dois buracos negros e não de algum outro evento?). Entretanto  o padrão devido a uma deformação E-T como a detectada tem uma forma muito particular. Para completar, o mesmo padrão foi detectado pelos dois telescópios LIGO (situados a 3.000 km um do outro), com uma diferença de 7 milissegundos, a distância entre os 2 LIGO prevê uma diferencia máxima de 10 milissegundos (estabelecida pela velocidade da luz c=300 mil km/s).

O LIGO irá detectar mais sinais?

Esperam-se novas detecções toda vez que se atingir o nível de sensibilidade necessário para detectar fusão de BNs de massa estelar grande, que se supõem são remanescentes de supernovas produzidas por estrelas massivas, com massa da ordem de 30 vezes a massa solar no caso do GW150914.

O LIGO é direcional?

Os dois telescópios LIGO constituem um arranjo que limita a área do céu no qual a fonte deve estar situada. Isto se consegue através do retardo da detecção entre os dois telescópios. Se a fonte estiver alinhada com os dois telescópios o retardo seria de 10 ms. Dependendo de qual dos dois telescópios recebe antes o sinal, é possível se estabelecer a direção em que a fonte estava situada. Se a fonte estiver situada exatamente na mediatriz da linha que une ambos os telescópios, não existiria retardo entre as duas detecções. A partir destes casos extremos se pode entender por que o retardo entre os dois sinais fornece aproximadamente a região do céu em que a fonte está situada.

Outra postagem sobre o tema:

Ondas gravitacionais e Graviton

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