A gravitációs hullámok nyilvánvalóan ördögileg nehéz dolgok az Einstein terepi egyenletekkel modellezni, mivel ezek nagyon dinamikusak és nem szimmetrikusak. Hagyományosan, a gravitációs hullámok valószínű hatásainak előrejelzéséhez az egyetlen módszer a szükséges Einstein-egyenlet paraméterek becslése volt, feltételezve, hogy a gravitációs hullámokat okozó objektumok maguk nem generálnak erős gravitációs mezőket - és nem mozogtak semmi olyan közelében, ahol a a fény sebessége.
Hiba, az a legvalószínűbb jelölésű objektum, amely detektálható gravitációs hullámokat generálhat - szoros bináris neutroncsillagok és egyesülő fekete lyukak - pontosan ezekkel a tulajdonságokkal rendelkezik. Nagyon kompakt, nagyon masszív testek, amelyek gyakran relativista (azaz a fénysebességhez közeli) sebességgel mozognak.
Nem furcsa akkor, ha a fent leírt „legalapvetőbb” megközelítés valóban ragyogóan működik a szoros tömeges bináris fájlok viselkedésének előrejelzésében és a fekete lyukak összeolvadásában. Ezért egy nemrégiben írt cikk: A Newton utáni közelítés közelíthetetlen hatékonyságáról a gravitációs fizikában.
Tehát először még senki sem ismerte fel a gravitációs hullámokat. De még 1916-ban Einstein valószínűnek tartotta létezésüket, és matematikailag bebizonyította, hogy a gravitációs sugárzásnak akkor kell fellépnie, amikor egy gömbtömeget egy ugyanolyan tömegű forgó súlyzóval helyettesít, amely geometriája miatt dinamikus hullám- és áramlási hatásokat generál a téridőre. amint forog.
Einstein elméletének kipróbálásához nagyon érzékeny érzékelő berendezést kell megtervezni - és eddig minden ilyen kísérlet kudarcot vallott. A további remények nagyrészt a lézeres interferométer űrantennán (LISA) nyugszanak, amelynek várhatóan nem indul el 2025 előtt.
Az olyan érzékeny érzékelőberendezések mellett, mint például a LISA, ki kell számolnia, hogy milyen jelenségek és milyen adatok jelentenek a gravitációs hullám végleges bizonyítékát - ekkor az összes elmélet és matematika szükséges ezek meghatározásához várt az értékek létfontosságúak.
A teoretikusok kezdetben kidolgozták a poszt-newtoni (azaz Einstein-korszak) közelítés (azaz nem feltétlenül) egy forgó bináris rendszerhez - bár elismerték, hogy ez a közelítés csak kis tömegű, alacsony sebességű rendszer esetén működik hatékonyan -, ahol a bináris objektumok ön gravitációjából és sebességéből adódó bármilyen bonyolító relativista és árapályos hatás bekövetkezik. magukat figyelmen kívül lehet hagyni.
Ezután jött a numerikus relativitás korszaka, amikor a szuperszámítógépek megjelenése lehetővé tette a relativista sebességgel mozgó, szorosan hatalmas bináris fájlok összes dinamikájának modellezését, akárcsak azt, hogy a szuperszámítógépek hogyan modellezhetik a Föld nagyon dinamikus időjárási rendszereit.
Meglepő módon, vagy ha tetszik indokolatlanul, a numerikus relativitásból kiszámított értékek majdnem megegyeztek azokkal az értékekkel, amelyeket az állítólag testes Newton utáni közelítés segítségével számítottak ki. A Newton utáni közelítő megközelítésnek nem szabad, hogy működjön ezekben a helyzetekben.
A szerzőknek csak az a lehetősége marad, hogy a gravitációs vöröseltolódás miatt a nagyon hatalmas tárgyak közelében lezajló folyamatok lassabban és gravitációs szempontból „gyengébbnek” tűnnek egy külső megfigyelő számára, mint valójában. Ez - valamiféle - magyarázatot nyújthat az ésszerűtlen hatékonyságra ... de csak egyfajta, fajta.
További irodalom: Will, C. A Newton utáni közelítés indokolatlan hatékonyságáról a gravitációs fizikában.
