¿Qué vio realmente LIGO? (Descubrimiento de ondas gravitacionales)

Estoy tratando de encontrar un video / imagen original de lo que LIGO realmente vio, pero todo lo que puedo encontrar son interpretaciones artísticas de ondas gravitacionales.

La imagen real no es mucho. Pude encontrarlo en Science , y esto es todo lo que es:

Es solo una onda, vista en momentos ligeramente diferentes de dos observatorios diferentes. El cambio se ajusta perfectamente al cambiarlo por la velocidad de la diferencia de luz en sus ubicaciones. Así es la prueba de las ondas de gravedad.

Cabe señalar que la razón por la que hay dos instrumentos es para proporcionar una verificación cruzada contra otras fuentes de vibración. Cada observatorio funciona mediante la detección de vibraciones en una escala de 4 km, hasta un orden de magnitud muy pequeño (1 / 10,000 del ancho de un protón). Cuando se comparan los dos, se puede suponer que la señal debe provenir de una fuente no local, que solo Gravity Waves se ajusta a esa definición.

En primer lugar, creo que su pregunta oculta un malentendido sobre la naturaleza de los observatorios LIGO. La naturaleza de los detectores es que actúan como un micrófono, en lugar de una cámara. Lo que eso significa es que son sensibles a las ondas gravitacionales que vienen de la mayoría de las direcciones, pero no tienen la capacidad de distinguir de dónde provienen las ondas. Al usar múltiples detectores (que también es necesario para una detección segura), la diferencia de tiempo entre los detectores se puede usar para dar una idea de la ubicación de la fuente. También significa que la salida de los detectores es un flujo único de datos.

Esta imagen del documento en Physical Review Letters (no detrás de un muro de pago) es un mejor resumen de lo que LIGO escuchó que la respuesta actual aceptada. Explicaré los paneles de arriba a abajo.

1. Los paneles superiores muestran las señales 'en bruto' medidas en los dos detectores con los datos H1 superpuestos en los datos L1 a la derecha.
2. La segunda fila de paneles muestra varias simulaciones diferentes de lo que predice la relatividad general (teoría de Einstein) para las ondas gravitacionales. Estas simulaciones muestran cómo LIGO puede afirmar que saben que la ola fue causada por dos agujeros negros fusionados.
3. La tercera fila de paneles son los datos 'en bruto' menos las simulaciones.
4. Los paneles inferiores son simplemente otra forma de trazar los datos 'en bruto' llamados gráficos de frecuencia de tiempo. El tiempo está en el eje xy la frecuencia está en el eje y. Para una persona del campo, esta señal es la característica más reconocible de una fusión, conocida como chirp. A medida que el tiempo avanza, la frecuencia aumenta más. De hecho, puedes escuchar el chirrido 'crudo' aquí .

LIGO no "vio" nada. Monitorea las longitudes relativas de los caminos tomados por dos rayos láser en tubos de vacío de aproximadamente 4 km de largo (aunque el camino láser consiste en aproximadamente 75 viajes arriba y abajo de los brazos) y en ángulo recto entre sí.

$10^{21}$

Todo el evento duró aproximadamente 0,3 segundos y la traza (que ha estado en todas las noticias) simplemente registra la fracción en la que cambia la longitud de los brazos en función del tiempo.

El evento fue (casi) simultáneamente registrado por dos configuraciones casi idénticas en diferentes partes de los Estados Unidos. La detección de la misma señal en ambos detectores descarta una causa local de la perturbación, y el pequeño retraso de tiempo entre las detecciones permite una ubicación aproximada de la fuente de ondas gravitacionales en el cielo.

Según el tutorial GW150914 , esto es lo que los detectores avanzados LIGO L1 y H1 vieron originalmente:

Puede descargar los datos sin procesar de este tutorial.

Las otras respuestas muestran formas de onda ya procesadas (blanqueadas, filtradas, desplazadas por 7 ms, invertidas).

El mecanismo real de medición que utilizó LIGO es la interferometría láser, por lo que una interpretación razonable de lo que LIGO "vio" sería el patrón de interferencia causado por las ondas de gravedad, que "se vería" algo así:

Desafortunadamente no pude encontrar una imagen de la interferencia láser real que LIGO mencionó; probablemente sea demasiado pequeño para la fotografía de todos modos.

Todos los otros gráficos que las personas vinculan son solo gráficos de los datos del patrón de interferencia. Mostrar un gráfico de los datos de LIGO como respuesta a esta pregunta es como mostrar un histograma de imagen como respuesta a la pregunta "¿Qué ve el telescopio espacial Hubble?"

No sé si es interesante para usted, pero aquí está el enlace del documento que se publicó sobre esas observaciones:

http://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.116.061102

¡Una vez que la respuesta anterior es bastante sencilla! Lo que dice el artículo (en resumen) es que LIGO ha observado una señal de onda gravitacional transitoria, y estas observaciones coinciden con las predicciones de forma de onda derivadas por la Relatividad general para el sistema que involucra dos agujeros negros.