重力波のエネルギーはどこから来るのですか?


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私が理解している限り、LIGOによって検出されたイベントでは、結合しているバイナリブラックホールの総質量の約4%が重力波に変換されました。

このエネルギーはどこから来るのですか、つまり、正確には何が重力波に変換されるのですか?

それは単に合体するオブジェクトの運動エネルギー(合体する前のこれらのオブジェクトの速度は巨大で、私が正しく思い出せばcの最大60%です)ですか、それは重力波の放出がそれらの軌道を遅くしますが、元の質量を維持することを意味しますか?または、コンパクトオブジェクトは本当に「実際の」質量を失います。つまり、軽量化され、BHの場合はそれに応じて半径が変化しますか?

例として、GWも運動エネルギーもこれらの初期質量測定値に影響を与えないように、両方が十分に遠く(たとえば1光年)周回する50の太陽質量を持つ2つのBHを想定します。合併の間、彼らはGWで約5つの太陽の塊を放射するはずです。得られるブラックホールの質量は95または100太陽質量ですか?


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重力波を放射することは、もちろん、散在する2進軌道をより接近させ、より速くします。
ロブジェフリーズ2017年

私は私の意図を反映するために私の質問を少し編集しました。私はGWが原因であり、2つのBHが最終的にマージできる唯一のメカニズムであることを理解しています。これがオブジェクトの質量にどのように影響するかを理解したいと思います。
tuomas 2017年

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これは、BHの増加した運動エネルギーが互いに近づくにつれて発生するのと同じ情報源、つまり重力ポテンシャルエネルギーから発生します。
PM 2Ring 2017年

それが「どこから...」である必要があります
Fattie

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「得られるブラックホールの質量は95または100太陽質量でしょうか?」いい質問です!
Fattie 2017年

回答:


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重力波を放射すると、散在する2進軌道がより接近して速くなります。(ロブ・ジェフリーズ)

増加した運動エネルギーと重力放射の両方のエネルギー源は同じです:重力ポテンシャルエネルギー。(午後2リング)

1光年の距離にある2つのブラックホールには、約10 ^ 48ジュールのポテンシャルエネルギーという膨大な量のポテンシャルエネルギーがあります。彼らが渦巻くとき、そのエネルギーのかなりの量が重力波として放射されます

これは実際に失われた質量です。結果として生じるブラックホールの質量は、マージする2つのブラックホールの合計よりも小さくなりますが、ブラックホール自体は決して小さくなりません。


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答えをありがとう、私がここで欠けているものを理解したいと思います。1)BHはいずれの質量も失いません。2)GWからのエネルギーは、ポテンシャル/運動エネルギーから来ます。両方とも元の質量を保持していても、マージするまでにある程度の速度(おそらくcに非常に近い!)である必要があるため、運動エネルギーが大量に存在する必要があり、結果として得られるBHの質量に寄与するはずです(正味軌道を回るオブジェクトの動き/運動量はゼロですか?)
tuomas 2017年

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軌道のエネルギー変換はわかりやすいと思いますが、「これは本当に失われた質量です」と私は失います。これは「問題」ですか?もしそうなら、「大量喪失」のプロセスは何ですか?今のところ、この答えはまだ何の資格もなく捨てられているようです。
トッド

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E=mc2

Md

Eorbit=GM22d=Mc2Rs4d
Rs=2GM/c2dRs
Etotal=Mc2[2Rs4d].
Mr
δE=Mc2[2Rs4d]Mrc21v2/c2,
vμδE=μc2
Mr=1v2/c2[2MμMRs4d].
v=0Rsdδm2MMrμMM=50Mμ=5M

v0


「特に、重力波エネルギーは、別​​の答えで示唆されているように、軌道エネルギーから単に取得することはできません。」-それからそれはどこから来るのでしょうか?特異点からの原子質量?
トッド

mc2

それは基本的に「問題」ですか?オンラインで「安静時の質量」の定義を見つけるのは難しい。また、それが「問題」である場合、これがどのように発生するかについての既知のプロセスはありますか?それとも、「物質」を重力波エネルギーに物理的に変換することよりも「効果」のほうが多いのでしょうか。
トッド
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