Vũ trụ học & Thiên văn vật lý

Sóng hấp dẫn và thiên văn đa sứ giả

Sóng hấp dẫn là gợn của không-thời gian do gia tốc khối lượng gây ra. Kết hợp tín hiệu hấp dẫn với ánh sáng, neutrino hay hạt vũ trụ giúp nghiên cứu cùng một biến cố bằng các sứ giả khác nhau.

Sóng hấp dẫn là gợn của không-thời gian do gia tốc khối lượng gây ra. Kết hợp tín hiệu hấp dẫn với ánh sáng, neutrino hay hạt vũ trụ giúp nghiên cứu cùng một biến cố bằng các sứ giả khác nhau.

Mô hình và quan sát

Biên độ strain h là biến dạng tương đối cực nhỏ; Q là mômen tứ cực khối lượng. Giao thoa kế laser đo thay đổi chiều dài tương đối giữa các nhánh, còn kính thiên văn tìm ánh sáng đồng thời hoặc tín hiệu đến sau.

Trong xấp xỉ sóng yếu, strain $h=\Delta L/L$ là biến dạng tương đối mà giao thoa kế đo; tín hiệu đi qua làm hai nhánh vuông góc thay đổi chiều dài tương đối. Nguồn nhị phân khối lượng lớn phát sóng mạnh khi mômen tứ cực biến thiên nhanh, và quỹ đạo xoắn vào tạo chirp có tần số, biên độ tăng dần. So khớp dạng sóng với các nghiệm tương đối rộng cho biết khối lượng chirp, khoảng cách và trạng thái cuối, nhưng suy biến giữa độ nghiêng quỹ đạo với khoảng cách làm giới hạn độ chính xác.

Thiên văn đa sứ giả ghép thời điểm và vị trí của sóng hấp dẫn với ánh sáng, neutrino hoặc tia vũ trụ từ cùng nguồn. Sự kiện hai sao neutron GW170817 năm 2017 có đối ứng gamma và kilonova, cho phép kiểm tra nguồn tạo nguyên tố nặng và tốc độ truyền sóng hấp dẫn so với ánh sáng. Tín hiệu điện từ cũng định vị thiên hà chủ để đo khoảng cách độc lập; kết hợp dịch đỏ có thể suy ra $H_0$. Tuy nhiên, không phát hiện đối ứng không chứng minh nguồn không có ánh sáng: khoảng cách, che khuất, trường nhìn và độ nhạy đều quan trọng.

Trắc nghiệm nhanh