Гравитационные волны в ОТО и проблема их обнаружения

Бичак И., Руденко В.Н.

Книга 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.
Книга представляет особый интерес в связи с недавним открытием гравитационных волн.

---

Table of contents :
Обложка ……Page 1
Титульный лист ……Page 2
Аннотация ……Page 3
ОГЛАВЛЕНИЕ ……Page 4
Предисловие ……Page 6
§ 1.1. Основы ОТО ……Page 9
§ 1.2. Локальные системы отсчета и перенос Ферми — Уолкера в искривленном пространстве-времени ……Page 23
§ 1.3. Производная Ли и векторы Киллинга ……Page 26
§ 1.4. Уравнение девиации геодезических ……Page 33
§ 1.5. Энергия и импульс гравитационного поля в эйнштейновской теории ……Page 36
§ 2.1. Линеаризованная теория гравитации ……Page 51
§ 2.2. Асимптотика поля островной системы и квадрупольное излучение ……Page 60
§ 2.3. Плоские гравитационные волны в линеаризованной теории ……Page 67
§ 2.4. Физические свойства плоских волн ……Page 72
§ 2.5. Генерация гравитационных волн (простые примеры) ……Page 78
§ 3.1. Волновой фронт в полевых теориях ……Page 84
§ 3.2. Плоская гравитационная волна ……Page 91
§ 3.3. Асимптотическая структура радиационного пространства-времени и точные решения ……Page 97
Глава 4. Приближенные методы расчета гравитационного излучения ……Page 107
§ 4.1. Приближенные методы для слабых полей ……Page 108
§ 4.2. Приближенные методы для медленно движущихся сильных источников ……Page 119
§ 4.3. Гравитационные волны на искривленном фоне ……Page 120
Глава 5. Астрофизические источники гравитационных волн ……Page 128
§ 5.1. Классические звезды ……Page 130
§ 5.2. Гравитационный коллапс и вспышки сверхновых ……Page 131
§ 5.3. Нейтронные звезды ……Page 137
§ 5.4. Черные дыры ……Page 140
§ 5.5. Стохастический фон ……Page 143
Глава 6. Твердотельный резонансный детектор гравитационного излучения ……Page 146
§ 6.1. Упрощенная модель резонансного детектора ……Page 148
§ 6.2. Реакция на резонансный цуг излучения ……Page 150
§ 6.3. Чувствительность гравитационного детектора ……Page 156
§ 6.4. Теория детектора цилиндрического типа ……Page 157
§ 6.5. Резонансное сечение поглощения ……Page 163
§ 6.6. Детекторы на поперечных модах ……Page 165
§ 6.7. Сферический мультимодовый детектор ……Page 170
Глава 7. Радиофизические аспекты теории гравитационных антенн ……Page 175
§ 7.1. Фильтрация сигнала из шума детектора ……Page 178
§ 7.2. Фильтрация сигнала из шума датчика ……Page 183
§ 7.3. Предельная чувствительность гравитационной антенны ……Page 196
§ 7.4. Трансформатор смещений ……Page 205
Глава 8. Гравитационная антенна на свободных массах ……Page 208
§ 8.1. Взаимодействие фотонов с гравитационной волной ……Page 210
§ 8.2. Интерферометр Майкельсона в поле гравитационной волны ……Page 215
§ 8.3. Интерферометр Фабри — Перо в поле гравитационной волны ……Page 218
§ 8.4. Комбинированная оптико-акустическая гравитационная антенна ……Page 224
§ 8.5. Модифицированная схема комбинированной гравитационной антенны ……Page 234
§ 8.6. Резонансный детектор в антенне на свободных массах ……Page 238
§ 8.7. Допплеровская гравитационная антенна в космосе ……Page 243
Глава 9. Ротационно-гетеродинный принцип детектирования гравитационных волн ……Page 245
§ 9.1. Гетеродинный детектор на квадрупольном ротаторе ……Page 247
§ 9.2. Гетеродинное детектирование излучения пульсаров ……Page 250
§ 9.3. Орбитальный гетеродинный детектор излучения двойных звезд ……Page 254
§ 9.4. Электромагнитные и акустические гетеродинные детекторы ……Page 258
Литература ……Page 262
Выходные данные ……Page 270