Гравитон и гравитационная волна

Структурно устойчивая уединённая волна, распространяющаяся в нелинейной среде.

Солитоны ведут себя подобно частицам (частицеподобная волна): при взаимодействии друг с другом или с некоторыми другими возмущениями они не разрушаются, а продолжают движение, сохраняя свою структуру неизменной.

Если в какой-либо точке упругой среды (твердой, жидкой или газообразной) возбудить колебания, то они будут передаваться в другие места. Эта передача возбуждений обусловлена тем, что близкие участки среды связаны друг с другом. При этом колебания, возбужденные в одном месте, распространяются в пространстве с определенной скоростью.

Волной принято называть процесс передачи возбуждений среды.

Связи между участками в среде могут быть обусловлены силами упругости, которые возникают из-за деформаций в среде.

В жидкости или газе в отличие от твердых тел нет сил сопротивления сдвигу, поэтому могут распространяться только продольные волны. Хорошо известный пример продольных волн в природе - звуковые волны, которые возникают из-за упругости воздуха.

Электромагнитные волны в отличие от упругих могут распространяться даже в пустоте. Связь между различными участками в пространстве при распространении таких волн обусловлена тем, что изменение электрического поля вызывает появление магнитного поля и наоборот. Работа радио и телевидения, основана на приеме радиоволн. В другом частотном диапазоне, относится также свет.

Очень важным и интересным типом волн являются волны на поверхности воды. Эти волны нисколько не похожи ни на звук, ни на свет; здесь собрались все трудности, которые могут быть в волнах. Если на поверхности создать некоторое возмущение, то по поверхности воды начнут распространяться волны. Возникновение их объясняется тем, что частицы жидкости, которые находятся вблизи впадины, при создании возмущения будут стремиться заполнить впадину, находясь под действием силы тяжести. Частицы жидкости в такой волне двигаются не вверх-вниз, а приблизительно по окружностям, поэтому волны на воде не являются ни продольными, ни поперечными. Они как бы смесь тех и других. С глубиной радиусы окружностей, по которым двигаются частицы жидкости, уменьшаются до тех пор, пока они не станут равными нулю. Причиной возникновения таких волн является сила тяжести.

Для коротких волн восстанавливающая сила обусловлена силой поверхностного натяжения.

Сила ветра напрямую зависит от разности атмосферного давления в разных районах. Чем больше атмосферное давление, тем сильнее ветер, и, соответственно, чем давление меньше, тем сила ветра меньше.

Ветер возникает из-за того, что поверхность Земли нагревается солнечными лучами по-разному. Над тёплыми участками нагретый воздух поднимается вверх. Тяжёлый остывший воздух опускается вниз. Из-за движения воздуха и появляется ветер.

Волна образуется всякий раз, когда энергия проходит по воде или сквозь воду, тем самым заставляя воду двигаться по кругу. 

Высота волны зависит от скорости ветра, его продолжительности и набега (насколько далеко он дуёт в одном направлении). Возникает трение, когда воздух трётся о воду, и эта сила трения начинает растягивать поверхность воды. Ветер постоянно дует, и поверхность воды становится волнообразной, а затем начинает тянуться вверх, превращаясь в гребень - самую высокую точку волны.

Как появляются квадратные волны? Оказывается волны движутся в разных направлениях, в зависимости от ветра. Сначала все волны двигалась в одном направлении, позже из-за холодного фронта начали двигаться в другую, в противоположную сторону. Таким образом, образовались новые волны и в движении пересеклись со старыми, тем самым образовав квадрат. Квадраты бывают разные, но иногда можно увидеть шахматную доску.

Гравитационные волны - единственное излучение, испускаемое черными дырами.

Гравитационные волны начинаются как всплеск, который ослабевает по мере распространения, подобно уменьшающейся ряби от камня, брошенного в пруд.

К тому времени, когда они достигают Земли, их сигналы становятся ничтожно малыми, что означает, что их обнаружение является колоссальной задачей. Отметим, что Virgo, LIGO (Лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория) и японская KAGRA (детектор гравитационных волн Kamioka) используют одну и ту же оригинальную технику. 

Лазерный луч подается на светоделитель, который посылает два одинаковых луча по двум идентичным туннелям, расположенным под прямым углом друг к другу в форме буквы L. В конце каждого туннеля есть зеркало, которое направляет луч обратно в разделитель, где свет объединяется и может быть измерен фотоприемниками.

Когда гравитационная волна проходит через Землю, это заставляет само пространство растягиваться в одном направлении и сжиматься в другом, так что два “рукава” детектора фактически увеличиваются и сжимаются на крошечные величины. Это означает, что каждый луч света проходит немного разное расстояние, что проявляется в рекомбинированном шаблоне лазерного излучения в виде скачка частоты, называемого “космическим чириканьем" — это сигнал гравитационной волны.

Зеркала в конце каждого туннеля сделаны из синтетического кварца, настолько чистого, что он поглощает только 1 из 3 миллионов фотонов, попадающих на него. Он отполирован до атомарного уровня, что делает его настолько гладким, что практически не рассеивает свет. И он покрыт тонким слоем материала, настолько отражающего свет, что при контакте теряется менее 0,0001 процента лазерного излучения.

Каждое зеркало подвешено под усилителем, защищающим его от сейсмических колебаний. Они состоят из цепочки сейсмических фильтров, которые действуют как маятники, заключенные в вакуумную камеру внутри башни высотой 10 метров. Установка предназначена для противодействия движениям Земли, которые могут быть на девять порядков сильнее, чем гравитационные волны.

Суператтенюаторы, в горизонтальном направлении зеркала ведут себя так, как если бы они парили в пространстве.

Чем точнее вы знаете положение фотона, тем меньше вы знаете о его импульсе, и наоборот.

вводя особое состояние света в трубу, которая проходит параллельно основным вакуумным трубкам, а затем перекрывает основное лазерное поле в светоделителе, исследователи могут “сжать” или уменьшить неопределенность в свойствах лазерного излучения, уменьшая квантовый шум и улучшая чувствительность Virgo к сигналам гравитационных волн.

Понимая силу гравитационных волн, можно сделать выводы:

О влиянии сдвигов орбит чёрных дыр,  нейтронных и обычных звёзд и как компоненты в местах повышенной плотности сужения продвигаются, а сама плотность остаётся на месте в пространстве.

При слиянии чёрных дыр в этих местах или нейтронных звёзд. Как всё в итоге сжимаеться в точку сингулярности?

Мы понимаем, что земля представляет точку сингулярности из планетезималий, но не совсем понимаем, почему пояс астероидов между Марсом и Юпитером до сих пор не превращается в планету.

Пояс астероидов — область Солнечной системы, расположенная между орбитами Марса и Юпитера, являющаяся местом скопления множества объектов всевозможных размеров, преимущественно неправильной формы, называемых астероидами или малыми планетами.

Планетезималями считаются объекты, сформированные из пыльного, каменного и прочих материалов. Изначальное слово обозначает «бесконечно малые», что указывает на сложность измерений и наблюдения. Они способны располагаться в любом месте Солнечной системы, охватывая в размере несколько метров или сотни километров. Это идея о том, как именно формируются планеты.

Учёные знают, как Луна мигрирует, то приближаясь к земле, то удаляясь.

Также есть расчёты, миграции Юпитера. Она заняла около 700 тысяч лет и произошла примерно через 2-3 миллиона лет после его образования в виде обломков льда и камней вдали от Солнца. Путешествие к внутренней Солнечной системе происходило по спиральной орбите, по которой Юпитер продолжал обращаться вокруг Солнца, все больше и больше приближаясь к светилу. А причиной миграции являются гравитационные силы окружающих газов в Солнечной системе.

Т. е. Юпитер являлся одним из компонентов формирования планет в местах повышенной плотности сужения, двигался по спиральной орбите, сама плотность оставалась некоторое время на месте в пространстве, пока определенные Планетезималии своей гравитацией, поглотились имеющимся на данный момент планетами,  в результате постепенного приращения более мелких тел, состоящих из частиц пыли протопланетного диска,