引力波能有紅移嗎?

如同遠離地球越快的恆星,電磁波紅移越嚴重一樣。


在廣義相對論中,引力波是以光速來傳播的,所以在宇宙膨脹過程中,會和電磁波一樣紅移。目前被LIGO探測到的第一例引力波GW150914,離地球約10億光年,被探測到紅移為0.09(

來源:arXiv:1602.03837)。

引力波紅移的測量方法(2016/5/1日補充):

評論中有同學問LIGO黑洞的紅移(z)是怎麼測的,這是個好問題。引力波的紅移和電磁波的紅移是一樣的,結果就是波長λ被拉長成 λ=λ*(1+z)。用網路上找到一個一張圖片為例:

例如我們知道在靜止坐標系(rest frame)中三條發射線的波長為:

λ(H-beta)= 4861 angstroms

λ([O III] 雙線)= 4960,5006 angstroms

所以測量紅移了的物體這些發射線的波長來得到z=λ/λ-1。

但是對於引力波,有一個比較困難的事情,就是我們並不一定知道它的靜止波長(rest wavelength)。在LIGO的黑洞測量中,雖然我們有靜止波長的模版,但是改變黑洞的質量也會拉長波長,所以就沒有辦法用測量波長來確定紅移。LIGO用的辦法則是測量引力波的振幅(amplitude),因為振幅和黑洞的距離成反比(A~1/D)。我們通過amplitude求出黑洞離地球的距離後,再用弗里德曼(Friedmann)方程推出紅移。(來源:arXiv:1602.03840)

下圖解釋了波長(wavelength)和振幅(amplitude)的概念。


當然有。引力波跟電磁波一樣都是走零測地線。


凡是波就可以有紅移效應,可以去看下紅移的定義。


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