LIGOは実際に何を見ましたか？（重力波の発見）

LIGOが実際に見たもののオリジナルのビデオ/画像を見つけようとしていますが、見つけることができるのは、重力波のアーティストの演出だけです。

実際の画像はそれほど多くありません。私はScienceからそれを見つけることができましたが、これですべてです：

それは単なる波紋であり、2つの異なる観測所からわずかに異なる時間に見られます。シフトは、位置の光の差の速度でシフトすることにより完全に適合します。したがって、重力波の証拠です。

機器が2つある理由は、他の振動源に対するクロスチェックを提供するためです。各観測所は、4 kmスケールの振動を検出して、非常に小さなオーダー（陽子の幅の1万分の1）を検出します。2つを比較すると、その定義に適合するのは重力波のみである非ローカルソースからの信号であると想定できます。

まず第一に、あなたの質問は、LIGO天文台の性質の誤解とは違うと思います。検出器の性質は、カメラではなくマイクのように動作することです。つまり、ほとんどの方向から来る重力波に敏感ですが、波がどこから来たのかを区別することができません。複数の検出器を使用することにより（これは自信を持って検出するためにも必要です）、検出器間の時間差を使用してソースの位置をある程度知ることができます。また、検出器の出力はデータの単一ストリームであることも意味します。

フィジカルレビューレター（ペイウォールの後ろではない）の論文のこの画像は、 LIGOが聞いた内容の要約として、現在受け入れられている答えよりも優れています。ペインを上から下に説明します。

1. 上部のペインには、2つの検出器で測定された「生の」信号が表示され、右側のL1データにH1データがオーバーレイされています。
2. ペインの2番目の行は、一般相対性理論（アインシュタインの理論）が重力波に対して予測するもののさまざまなシミュレーションを示しています。これらのシミュレーションは、LIGOが、2つのマージブラックホールによって波が引き起こされたことを知っていると主張する方法です。
3. ペインの3行目は、「生」データからシミュレーションを引いたものです。
4. 下のペインは、単に「時間」プロットと呼ばれる「生」データをプロットする別の方法です。時間はx軸にあり、周波数はy軸にあります。現場の人にとってこの信号は、チャープとして知られる合併の最も認識可能な特性です。時間が進むにつれて、周波数は高くシフトします。実際に「生の」チャープを聞くことができます。

LIGOは何も「見ません」。約4 kmの長さの真空パイプで2本のレーザービームがたどる経路の相対的な長さを監視します（ただし、レーザー経路はアームの上下約75回のトリップで構成されます）。

$10^{21}$

全体のイベントは約0.3秒続き、トレース（これはニュースのいたるところにありました）は、時間の関数として腕の長さが変化する割合を単に記録します。

このイベントは、（ほぼ）同時に、米国のさまざまな地域の2つのほぼ同一のセットアップによって記録されました。両方の検出器で同じ信号を検出すると、外乱の局所的な原因が排除され、検出間のわずかな時間遅延により、空の重力波源の大まかな位置が特定されます。

GW150914チュートリアルによると、これはAdvanced LIGO L1およびH1検出器が最初に見たものです。

このチュートリアルから生データをダウンロードできます。

他の回答は、すでに処理された（白色化、フィルター処理、7 msシフト、反転）波形を示しています。

LIGOが使用した実際の測定メカニズムはレーザー干渉法であるため、LIGOが「見た」ものの合理的な解釈の1つは、重力波によって引き起こされる干渉パターンであり、これは次のようになります。

残念ながら、LIGOが言及した実際のレーザー干渉の画像は見つかりませんでした。とにかく写真には小さすぎます。

人々がリンクしている他のすべてのグラフは、干渉パターンデータの単なるグラフです。この質問に対する答えとしてLIGOデータのグラフを表示することは、「ハッブル宇宙望遠鏡は何を見るのか？」という質問に対する答えとして画像ヒストグラムを表示するようなものです。

それがあなたにとって面白いかどうかはわかりませんが、これらの観察について発表された論文のリンクは次のとおりです。

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

上記の答えは非常に簡単です！（要するに）LIGOは過渡的な重力波信号を観測しており、これらの観測は2つのブラックホールを含むシステムの一般相対性理論によって導き出された波形の予測と一致するということです。