Гравитационните вълни са очевидно дяволски трудни неща за моделиране с полеви уравнения на Айнщайн, тъй като са силно динамични и несиметрични. Традиционно, единственият начин да се доближим до прогнозирането на вероятните ефекти на гравитационните вълни беше да се оцени необходимите параметри на уравнението на Айнщайн, като се приеме, че обектите, причиняващи гравитационните вълни, сами не генерират силни гравитационни полета - и нито се движат със скорости навсякъде, близки до скоростта на светлината.
Проблемът е, че най-вероятните кандидат-обекти, които могат да генерират откриваеми гравитационни вълни - близки бинарни неутронни звезди и сливащи се черни дупки, имат точно тези свойства. Те са силно компактни, много масивни тела, които често се движат с релативистични (т.е. близки до скоростта на светлината) скорости.
Не е ли странно тогава, че описаният по-горе подход на „гадаене“ всъщност работи блестящо при прогнозирането на поведението на близки масивни двоични файлове и сливане на черни дупки. Оттук и скорошна книга, озаглавена: Относно неразумната ефективност на пост-нютоновото приближение в гравитационната физика.
И така, първо, никой все още не е открил гравитационни вълни. Но дори през 1916 г. Айнщайн счита съществуването им за вероятно и математически демонстрира, че гравитационното лъчение трябва да възникне, когато замените сферична маса с въртяща се дъмбел със същата маса, която поради своята геометрия ще генерира динамични ефекти на потока и потока върху пространството и времето докато се върти.
За да се тества теорията на Айнщайн, е необходимо да се проектира много чувствително детекторно оборудване - и към днешна дата всички подобни опити са се провалили. По-нататъшните надежди сега до голяма степен почиват на космическата антена на лазерния интерферометър (LISA), която не се очаква да стартира преди 2025 година.
Въпреки това, както и чувствително оборудване за откриване като LISA, вие също трябва да изчислите какъв вид явления и какъв вид данни биха представлявали окончателно доказателство за гравитационна вълна - там е цялата теория и математика, необходими за определянето им очакван ценностите са жизненоважни.
Първоначално теоретиците изработили a след Нютоновата (т.е. ерата на Айнщайн) приближение (т.е. предположение) за въртяща се двоична система - въпреки че беше признато, че това приближение би работило ефективно само за система с ниска маса и ниска скорост - при каквито и да било усложняващи релативистични и приливни ефекти, произтичащи от самогравитацията и скоростите на двоичните обекти самите те, могат да бъдат игнорирани.
След това дойде ерата на числената относителност, при която появата на суперкомпютри направи възможно реално моделиране на цялата динамика на близки масивни двоични файлове, движещи се с релативистични скорости, колкото и как суперкомпютрите могат да моделират много динамични метеорологични системи на Земята.
Изненадващо, или ако искате неразумно, изчислените стойности от числовата относителност бяха почти идентични на тези, изчислени от уж телесното пост-нютоново приближение. Подходът след нютоновско сближаване просто не би трябвало да работи за тези ситуации.
Остава само на авторите възможността гравитационното червено изместване да прави процесите в близост до много масивни обекти да изглеждат по-бавни и гравитационно „по-слаби“ на външен наблюдател, отколкото са в действителност. Това би могло - някакъв вид - да обясни необоснованата ефективност… но само един вид, нещо като.
Допълнителна информация: Will, C. Относно необоснованата ефективност на пост-нютоновото приближение в гравитационната физика.
