0.1 C
Брюссель
Вівторок, листопад 28, 2023
НовиниБайєсівський висновок для гравітаційних хвиль із злиття подвійних нейтронних зірок у 3G...

Байєсівський висновок для гравітаційних хвиль із злиття подвійних нейтронних зірок в обсерваторіях 3G

Зіткнення двох нейтронних зірок

Зіткнення двох нейтронних зірок. Авторство: Центр космічних польотів Годдарда НАСА/лабораторія CI

У 2030-х роках детектори гравітаційних хвиль будуть у тисячі разів чутливіші, ніж Advanced ЛІГО, Діва та КАГРА. Мережа обсерваторій «третього покоління» (3G) майже напевно включатиме Cosmic Explorer (США), телескоп Ейнштейна (ЄС) і може включати обсерваторію, схожу на Cosmic-Explorer, у південній півкулі.

Ці дивовижні інструменти бачитимуть кожен двійковий файл нейтронна зірка злиття у Всесвіті, і більшість подвійних чорних дір досягають червоних зсувів понад 10: сотні тисяч, можливо, мільйони сигналів, які можна розділити на рік. Багато з цих сигналів будуть надзвичайно гучними, із співвідношенням сигнал/шум у тисячі, що сприятиме проривам у фундаментальній фізиці та космології.

І тут криється виклик!

Як отримати всю інформацію з цих сигналів? На перший погляд це здається простим завданням: просто продовжуйте виконувати оцінку параметрів, як ми це вже робимо! Але виявилося, що наші поточні методи оцінки параметрів не так добре масштабуються, коли сигнали дуже гучні та дуже довгі.

Щоб зрозуміти чому, ми уявили подвійний сигнал злиття нейтронної зірки «GW370817», який виник на відстані приблизно 40 Мпк від Землі — приблизно на відстані GW170817 (припустимо, що детектори 3G будуть онлайн у 2037 році, ми гарантовано спостерігатимемо близько тисячі подвійних нейтронів Злиття зірок 17 серпня 2037 року!) Мережа детекторів 3G спостерігала б за GW370817 протягом 90 хвилин із приголомшливим співвідношенням сигнал/шум 2500. Аналіз цього сигналу приблизно в тисячу разів дорожчий за обчисленнями, ніж аналіз сигналу в сучасному світі. детекторів — за нашими оцінками на задній частині конверта, це займе близько 1000 років!

Цей непомірний час аналізу є перешкодою для астрофізики з даними 3G, і це проблема, яку ми вирішуємо в нашій статті. Щоб скоротити час обчислень, ми розробили «моделі зниженого порядку» сигналів гравітаційних хвиль, які дозволяють нам робити висновок про властивості подвійних нейтронних зірок, використовуючи сильно стислі дані, майже без втрати точність. Ми зменшили обчислювальну вартість висновків щодо даних 3G у 13,000 3 разів. Разом із невеликою кількістю паралельних обчислень ми можемо виконати аналіз даних за кілька годин. Це хороша новина для астрофізиків в епоху XNUMXG.

Хоча до 2030-х років і детекторів 3G залишилося кілька років, наші результати та методи корисні для широкого спектру теоретичних і проектних досліджень, які наростають у ногу з розвитком технології детекторів. Для тих, хто достатньо дорослий, щоб пам’ятати, перші перевірки фіктивних даних LISA почалися в 2005 році, що дає уявлення про те, скільки дослідницької роботи потрібно провести, перш ніж детектор запрацює.

На даний момент є багато цікавих питань астрофізики, над якими ми можемо почати думати в контексті детекторів 3G: наскільки добре ми зможемо виміряти рівняння стану нейтронної зірки та максимальну масу нейтронної зірки? І що це скаже нам про екстремальну матерію? Наскільки добре можна виміряти оберти нейтронних зірок і чи може це сказати нам щось про механізми наднових? тощо… Наші результати та метод сприятимуть такому виду теоретичної роботи, дозволяючи нам робити надійні висновки щодо властивостей подвійних нейтронних зірок у фіктивних даних 3G.

Довідка: «Байєсівський висновок для гравітаційні хвилі від злиття подвійних нейтронних зірок в обсерваторіях третього покоління» Рорі Сміта, Сохраба Борханіана, Бангалора Сатьяпракаша, Франсіско Ернандеса Віванко, Скотта Філда, Пола Ласкі, Іллі Мандела, Соічіро Морісакі, Девіда Оттавея, Брема Слагмолена, Еріка Трена, Даніеля Тойра та Сальваторе Вітале, 20 серпня 2021 р. Physical Review Letters,.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.127.081102

ВІДМОВА ВІД ВІДПОВІДАЛЬНОСТІ: інформація та думки, відтворені в статтях, належать тим, хто їх висловлює, і це їхня особиста відповідальність. Публікація в The European Times означає не автоматичне схвалення погляду, а право його висловлення.

ВІДМОВА ВІД ВІДПОВІДАЛЬНОСТІ ПЕРЕКЛАДИ: Усі статті на цьому сайті опубліковано англійською мовою. Перекладені версії виконуються за допомогою автоматизованого процесу, відомого як нейронні переклади. Якщо ви сумніваєтеся, завжди посилайтеся на оригінальну статтю. Спасибі за розуміння.

- Реклама -

Більше від автора

- ЕКСКЛЮЗИВНИЙ ВМІСТ -spot_img
- Реклама -
- Реклама -
- Реклама -

Must read

Останні статті

- Реклама -