Гравитационные волны в ОТО и проблема их обнаружения - Бичак И.
Гравитационные волны в ОТО и проблема их обнаружения
Автор: Бичак И.Другие авторы: Руденко В.Н.
Издательство: МГУ
Год издания: 1987
Страницы: 264
Читать: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110
Скачать:
КБичак В.Н.Руденко
ГРАВИТАЦИОННЫЙ ВОЛНЫ В ОТО ИПРОБЛЕМА ИХ ОБНАРУЖЕНИЯ
ИЗДАТЕЛЬСТВО МОСКОВСКОЮ УНИВЕРСИТЕТАИ. Бшак, В. Н. Руденко
ГРАВИТАЦИОННЫЕ ВОЛНЫ В ОТО И ПРОБЛЕМА ИХ ОБНАРУЖЕНИЯ
ИЗДАТЕЛЬСТВО
московского
УНИВЕРСИТЕТА 1987УДК 530.12:531.51
Бичак И., Руденко В. Н. Гравитационные волны в ОТО и проблема их обнаружения. — M.: Изд-во МГУ, 1987. — 264 с.
Монография посвящена теоретическим и экспериментальным задачам поиска гравитационного излучения, предсказываемого общей теорией относительности. Рассмотрены основные уравнения ОТО, свойства гравитационных волн в «приближении слабого поля», некоторые точные решения для гравитационного излучения, приближенные методы анализа в условиях сильных гравитационных полей. Дается обзор астрофизических моделей источников непрерывного и импульсного гравитационного излучения. Излагаются принципы детектирования гравитационных сигналов, приводится теория гравитационных антенн как для действующих, так и для перспективных вариантов в лабораторных и космических исследованиях.
Для научных сотрудников и аспирантов, интересующихся современным состоянием проблемы регистрации гравитационных волн. Библиогр. 277 назв. Ил. 26
Рецензенты:
проф. В. Б. Брагинский, проф. И. Д. Новиков
Печатается по постановлению Редакционно-издательского совета Московского университета
Б
1704020000—158 077(02)-87
21—87
© Издательство Московского университета,
1987 г.ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.............-
Часть I. ГРАВИТАЦИОННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ В ОБЩЕЙ ТЕОРИИ ОТ-НОСИТЕЛЬНОСТИ
Глава 1. Избранные разделы общей теории относительности
§1.1. Основы ОТО ............................8
§ 1.2. Локальные системы отсчета и перенос Ферми — Уолкера в искривленном пространстве-времени..........22
§ 1.3. Производная Ли и векторы Киллинга........"25
§ 1.4. Уравнение девиации геодезических.........32
§ 1.5. Энергия и импульс гравитационного поля в эйнштейновской теории 35
Глава 2. Линеаризованная теория тяготения и слабые гравитационные волны
§2.1. Линеаризованная теория гравитации ........50
§ 2.2. Асимптотика поля островной системы и квадрупольное излучение 59
§ 2.3. Плоские гравитационные волны в линеаризованной теории . . 66
§ 2.4. Физические свойства плоских волн............71
§ 2.5. Генерация гравитационных волн (простые примеры) .... 77
Глава 3. Гравитационное излучение в точной теории (ОТО)
§3.1. Волновой фронт в полевых теориях ... ......83
§ 3.2. Плоская гравитационная волна..........90
§ 3.3. Асимптотическая структура радиационного пространства-времени и
точные решения . . ...........96
Глава 4. Приближенные методы расчета гравитационного излучения
§4.1. Приближенные методы для слабых полей . . . . . * 107 § 4.2. Приближенные методы для медленно движущихся сильных источников . . ..........................118
§ 4.3. Гравитационные волны на искривленном фоне......119
Глава 5. Астрофизические источники гравитационных волн
§5.1. Классические звезды.............129
§ 5.2. Гравитационный коллапс и вспышки сверхновых.....130
§ 5.3. Нейтронные звезды.............136
§ 5.4. Черные дыры..............139
§ 5.5. Стохастический фон...........« 142
Часть И. ПРОБЛЕМА ПОИСКА ГРАВИТАЦИОННЫХ ВОЛН
Глава 6. Твердотельный резонансный детектор гравитационного излучения
§6.1. Упрощенная модель резонансного детектора ...... 147
§ 6.2. Реакция на резонансный цуг излучения........149
§ 6.3. Чувствительность гравитационного детектора......155
§ 6.4. Теория детектора цилиндрического типа.......156
§ 6.5. Резонансное сечение поглощения .........162
§ 6.6. Детекторы на поперечных модах..............164
§ 6.7. Сферический мультимодовый детектор 169
3Глава 7. Радиофизические аспекты теории гравитационных антенн
§7.1. Фильтрация сигнала из шума детектора „.......177
§ 7.2. Фильтрация сигнала из шума датчика 182
§ 7.3. Предельная чувствительность гравитационной антенны . . . 195
§ 7.4. Трансформатор смещений . .......... 204
Глава 8. Гравитационная антенна на свободных массах
§ 8.1. Взаимодействие фотонов с гравитационной волной .... 209 § 8.2. Интерферометр Майкельсона в поле гравитационной волны . . 214 § 8.3. Интерферометр Фабри — Перо в поле гравитационной волны . 217 § 8.4. Комбинированная оптико-акустическая гравитационная антенна . 223 § 8.5. Модифицированная схема комбинированной гравитационной антенны ..................233
§ 8.6. Резонансный детектор в антенне на свободных массах .... 237
§ 8.7. Допплеровская гравитационная антенна в космосе.....242
Глава 9. Ротационно-гетеродинный принцип детектирования гравитационных волн
§9.1. Гетеродинный детектор на квадрупольном ротаторе . 246
§ 9.2. Гетеродинное детектирование излучения пульсаров.....249
§ 9.3. Орбитальный гетеродинный детектор излучения двойных звезд . 253
§ 9.4. Электромагнитные и акустические гетеродинные детекторы , . 256
Литература ................ . 261ПРЕДИСЛОВИЕ
Еще в 1916 г., анализируя свои уравнения для гравитационно-го поля, Эйнштейн отметил, что в линейном приближении они являются волновыми уравнениями. Тогда же он получил известную «квадрупольную формулу» для мощности гравитационного излучения медленно движущихся слабополевых источников, однако затем долгое время особого продвижения в этой области не происходило.