Abbott, B. P. et al. (2017) The basic physics of the binary black hole merger GW150914. Annalen der Physik, 529(1-2), 1600209. (doi: 10.1002/andp.201600209)
|
Text
155551.pdf - Published Version Available under License Creative Commons Attribution. 880kB |
Abstract
The first direct gravitational-wave detection was made by the Advanced Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory on September 14, 2015. The GW150914 signal was strong enough to be apparent, without using any waveform model, in the filtered detector strain data. Here, features of the signal visible in the data are analyzed using concepts from Newtonian physics and general relativity, accessible to anyone with a general physics background. The simple analysis presented here is consistent with the fully general-relativistic analyses published elsewhere, in showing that the signal was produced by the inspiral and subsequent merger of two black holes. The black holes were each of approximately math formula, still orbited each other as close as ∼350 km apart and subsequently merged to form a single black hole. Similar reasoning, directly from the data, is used to roughly estimate how far these black holes were from the Earth, and the energy that they radiated in gravitational waves.
| Item Type: | Articles |
|---|---|
| Status: | Published |
| Refereed: | Yes |
| Glasgow Author(s) Enlighten ID: | TOLAND, Karl and Grant, Mr Alastair and Pearlstone, Brynley and Robie, Raymond and Messenger, Dr Christopher and Masso Reid, Ms Mariela and Isa, Hafizah Noor Binti and Bell, Dr Angus and Pascucci, Daniela and Hammond, Professor Giles and Hild, Professor Stefan and Barr, Dr Bryan and Sorazu Lucio, Dr Borja and Lee, Kyung Ha and Leavey, Mr Sean and Steinlechner, Dr Jessica and Houston, Ewan and Phelps, Margot H and Heng, Professor Ik Siong and van Veggel, Dr Marielle and Newton, Dr Gavin and Graef, Dr Christian and Hendry, Professor Martin and Scott, Dr Jamie and Mangano, Valentina and Danilishin, Dr Stefan and Rowan, Professor Sheila and Martin, Dr Iain and Robertson, Professor Norna and Tornasi, Zeno and Cumming, Dr Alan and Gordon, Mr Neil and Berry, Dr Christopher and Hennig, Mr Jan-Simon and Cunningham, Dr Liam and Barclay, Miss Sheena and Woan, Professor Graham and WRIGHT, Jennifer and Steinlechner, Dr Sebastian and Powell, Jade and Hough, Professor James and Huttner, Dr Sabina and Strain, Professor Kenneth and Jones, Mr Russell and DOUGLAS, Rebecca and Haughian, Dr Karen and HART, Martin and Chan, Man Leong and Pitkin, Dr Matthew and Murray, Dr Peter and Fletcher, Mr Mark |
| Authors: | Abbott, B. P., Abbott, R., Abbott, T. D., Abernathy, M. R., Acernese, F., Ackley, K., Adams, C., Adams, T., Addesso, P., Adhikari, R. X., Adya, V. B., Affeldt, C., Agathos, M., Agatsuma, K., Aggarwal, N., Aguiar, O. D., Aiello, L., Ain, A., Ajith, P., Allen, B., Allocca, A., Altin, P. A., Anderson, S. B., Anderson, W. G., Arai, K., Araya, M. C., Arceneaux, C. C., Areeda, J. S., Arnaud, N., Arun, K. G., Ascenzi, S., Ashton, G., Ast, M., Aston, S. M., Astone, P., Aufmuth, P., Aulbert, C., Babak, S., Bacon, P., Bader, M. K. M., Baldaccini, F., Ballardin, G., Ballmer, S. W., Barayoga, J. C., Barclay, S. E., Barish, B. C., Barker, D., Barone, F., Barr, B., Barsotti, L., Barsuglia, M., Barta, D., Bartlett, J., Bartos, I., Bassiri, R., Basti, A., Batch, J. C., Baune, C., Bavigadda, V., Bazzan, M., Bejger, M., Bell, A. S., Bergmann, G., Berry, C. P. L., Bersanetti, D., Bertolini, A., Betzwieser, J., Bhagwat, S., Bhandare, R., Bilenko, I. A., Billingsley, G., Birch, J., Birney, R., Birnholtz, O., Biscans, S., Bisht, A., Bitossi, M., Biwer, C., Bizouard, M. A., Blackburn, J. K., Blair, C. D., Blair, D. G., Blair, R. M., Bloemen, S., Bock, O., Boer, M., Bogaert, G., Bogan, C., Bohe, A., Bond, C., Bondu, F., Bonnand, R., Boom, B. A., Bork, R., Boschi, V., Bose, S., Bouffanais, Y., Bozzi, A., Bradaschia, C., Braginsky, V. B., Branchesi, M., Brau, J. E., Briant, T., Brillet, A., Brinkmann, M., Brisson, V., Brockill, P., Broida, J. E., Brooks, A. F., Brown, D. A., Brown, D. D., Brown, N. M., Brunett, S., Buchanan, C. C., Buikema, A., Bulik, T., Bulten, H. J., Buonanno, A., Buskulic, D., Buy, C., Byer, R. L., Cabero, M., Cadonati, L., Cagnoli, G., Cahillane, C., Calderón Bustillo, J., Callister, T., Calloni, E., Camp, J. B., Cannon, K. C., Cao, J., Capano, C. D., Capocasa, E., Carbognani, F., Caride, S., Casanueva Diaz, J., Casentini, C., Caudill, S., Cavaglià, M., Cavalier, F., Cavalieri, R., Cella, G., Cepeda, C. B., Cerboni Baiardi, L., Cerretani, G., Cesarini, E., Chamberlin, S. J., Chan, M., Chao, S., Charlton, P., Chassande-Mottin, E., Chen, H. Y., Chen, Y., Cheng, C., Chincarini, A., Chiummo, A., Cho, H. S., Cho, M., Chow, J. H., Christensen, N., Chu, Q., Chua, S., Chung, S., Ciani, G., Clara, F., Clark, J. A., Cleva, F., Coccia, E., Cohadon, P.-F., Colla, A., Collette, C. G., Cominsky, L., Constancio, M., Conte, A., Conti, L., Cook, D., Corbitt, T. R., Corsi, A., Cortese, S., Costa, C. A., Coughlin, M. W., Coughlin, S. B., Coulon, J.-P., Countryman, S. T., Couvares, P., Cowan, E. E., Coward, D. M., Cowart, M. J., Coyne, D. C., Coyne, R., Craig, K., Creighton, J. D. E., Cripe, J., Crowder, S. G., Cumming, A., Cunningham, L., Cuoco, E., Dal Canton, T., Danilishin, S. L., D'Antonio, S., Danzmann, K., Darman, N. S., Dasgupta, A., Da Silva Costa, C. F., Dattilo, V., Dave, I., Davier, M., Davies, G. S., Daw, E. J., Day, R., De, S., DeBra, D., Debreczeni, G., Degallaix, J., De Laurentis, M., Deléglise, S., Del Pozzo, W., Denker, T., Dent, T., Dergachev, V., De Rosa, R., DeRosa, R. T., DeSalvo, R., Devine, R. C., Dhurandhar, S., Díaz, M. C., Di Fiore, L., Di Giovanni, M., Di Girolamo, T., Di Lieto, A., Di Pace, S., Di Palma, I., Di Virgilio, A., Dolique, V., Donovan, F., Dooley, K. L., Doravari, S., Douglas, R., Downes, T. P., Drago, M., Drever, R. W. P., Driggers, J. C., Ducrot, M., Dwyer, S. E., Edo, T. B., Edwards, M. C., Effler, A., Eggenstein, H.-B., Ehrens, P., Eichholz, J., Eikenberry, S. S., Engels, W., Essick, R. C., Etzel, T., Evans, M., Evans, T. M., Everett, R., Factourovich, M., Fafone, V., Fair, H., Fairhurst, S., Fan, X., Fang, Q., Farinon, S., Farr, B., Farr, W. M., Favata, M., Fays, M., Fehrmann, H., Fejer, M. M., Fenyvesi, E., Ferrante, I., Ferreira, E. C., Ferrini, F., Fidecaro, F., Fiori, I., Fiorucci, D., Fisher, R. P., Flaminio, R., Fletcher, M., Fournier, J.-D., Frasca, S., Frasconi, F., Frei, Z., Freise, A., Frey, R., Frey, V., Fritschel, P., Frolov, V. V., Fulda, P., Fyffe, M., Gabbard, H. A. G., Gair, J. R., Gammaitoni, L., Gaonkar, S. G., Garufi, F., Gaur, G., Gehrels, N., Gemme, G., Geng, P., Genin, E., Gennai, A., George, J., Gergely, L., Germain, V., Ghosh, A., Ghosh, A., Ghosh, S., Giaime, J. A., Giardina, K. D., Giazotto, A., Gill, K., Glaefke, A., Goetz, E., Goetz, R., Gondan, L., González, G., Gonzalez Castro, J. M., Gopakumar, A., Gordon, N. A., Gorodetsky, M. L., Gossan, S. E., Gosselin, M., Gouaty, R., Grado, A., Graef, C., Graff, P. B., Granata, M., Grant, A., Gras, S., Gray, C., Greco, G., Green, A. C., Groot, P., Grote, H., Grunewald, S., Guidi, G. M., Guo, X., Gupta, A., Gupta, M. K., Gushwa, K. E., Gustafson, E. K., Gustafson, R., Hacker, J. J., Hall, B. R., Hall, E. D., Hammond, G., Haney, M., Hanke, M. M., Hanks, J., Hanna, C., Hannam, M. D., Hanson, J., Hardwick, T., Harms, J., Harry, G. M., Harry, I. W., Hart, M. J., Hartman, M. T., Haster, C.-J., Haughian, K., Heidmann, A., Heintze, M. C., Heitmann, H., Hello, P., Hemming, G., Hendry, M., Heng, I. S., Hennig, J., Henry, J., Heptonstall, A. W., Heurs, M., Hild, S., Hoak, D., Hofman, D., Holt, K., Holz, D. E., Hopkins, P., Hough, J., Houston, E. A., Howell, E. J., Hu, Y. M., Huang, S., Huerta, E. A., Huet, D., Hughey, B., Husa, S., Huttner, S. H., Huynh-Dinh, T., Indik, N., Ingram, D. R., Inta, R., Isa, H. N., Isac, J.-M., Isi, M., Isogai, T., Iyer, B. R., Izumi, K., Jacqmin, T., Jang, H., Jani, K., Jaranowski, P., Jawahar, S., Jian, L., Jiménez-Forteza, F., Johnson, W. W., Jones, D. I., Jones, R., Jonker, R. J. G., Ju, L., K, H., Kalaghatgi, C. V., Kalogera, V., Kandhasamy, S., Kang, G., Kanner, J. B., Kapadia, S. J., Karki, S., Karvinen, K. S., Kasprzack, M., Katsavounidis, E., Katzman, W., Kaufer, S., Kaur, T., Kawabe, K., Kéfélian, F., Kehl, M. S., Keitel, D., Kelley, D. B., Kells, W., Kennedy, R., Key, J. S., Khalili, F. Y., Khan, I., Khan, S., Khan, Z., Khazanov, E. A., Kijbunchoo, N., Kim, C.-W., Kim, C., Kim, J., Kim, K., Kim, N., Kim, W., Kim, Y.-M., Kimbrell, S. J., King, E. J., King, P. J., Kissel, J. S., Klein, B., Kleybolte, L., Klimenko, S., Koehlenbeck, S. M., Koley, S., Kondrashov, V., Kontos, A., Korobko, M., Korth, W. Z., Kowalska, I., Kozak, D. B., Kringel, V., Krishnan, B., Królak, A., Krueger, C., Kuehn, G., Kumar, P., Kumar, R., Kuo, L., Kutynia, A., Lackey, B. D., Landry, M., Lange, J., Lantz, B., Lasky, P. D., Laxen, M., Lazzarini, A., Lazzaro, C., Leaci, P., Leavey, S., Lebigot, E. O., Lee, C. H., Lee, H. K., Lee, H. M., Lee, K., Lenon, A., Leonardi, M., Leong, J. R., Leroy, N., Letendre, N., Levin, Y., Lewis, J. B., Li, T. G. F., Libson, A., Littenberg, T. B., Lockerbie, N. A., Lombardi, A. L., London, L. T., Lord, J. E., Lorenzini, M., Loriette, V., Lormand, M., Losurdo, G., Lough, J. D., Lück, H., Lundgren, A. P., Lynch, R., Ma, Y., Machenschalk, B., MacInnis, M., Macleod, D. M., Magaña-Sandoval, F., Magaña Zertuche, L., Magee, R. M., Majorana, E., Maksimovic, I., Malvezzi, V., Man, N., Mandic, V., Mangano, V., Mansell, G. L., Manske, M., Mantovani, M., Marchesoni, F., Marion, F., Márka, S., Márka, Z., Markosyan, A. S., Maros, E., Martelli, F., Martellini, L., Martin, I. W., Martynov, D. V., Marx, J. N., Mason, K., Masserot, A., Massinger, T. J., Masso-Reid, M., Mastrogiovanni, S., Matichard, F., Matone, L., Mavalvala, N., Mazumder, N., McCarthy, R., McClelland, D. E., McCormick, S., McGuire, S. C., McIntyre, G., McIver, J., McManus, D. J., McRae, T., Meacher, D., Meadors, G. D., Meidam, J., Melatos, A., Mendell, G., Mercer, R. A., Merilh, E. L., Merzougui, M., Meshkov, S., Messenger, C., Messick, C., Metzdorff, R., Meyers, P. M., Mezzani, F., Miao, H., Michel, C., Middleton, H., Mikhailov, E. E., Milano, L., Miller, A. L., Miller, A., Miller, B. B., Miller, J., Millhouse, M., Minenkov, Y., Ming, J., Mirshekari, S., Mishra, C., Mitra, S., Mitrofanov, V. P., Mitselmakher, G., Mittleman, R., Moggi, A., Mohan, M., Mohapatra, S. R. P., Montani, M., Moore, B. C., Moore, C. J., Moraru, D., Moreno, G., Morriss, S. R., Mossavi, K., Mours, B., Mow-Lowry, C. M., Mueller, G., Muir, A. W., Mukherjee, A., Mukherjee, D., Mukherjee, S., Mukund, N., Mullavey, A., Munch, J., Murphy, D. J., Murray, P. G., Mytidis, A., Nardecchia, I., Naticchioni, L., Nayak, R. K., Nedkova, K., Nelemans, G., Nelson, T. J. N., Neri, M., Neunzert, A., Newton, G., Nguyen, T. T., Nielsen, A. B., Nissanke, S., Nitz, A., Nocera, F., Nolting, D., Normandin, M. E. N., Nuttall, L. K., Oberling, J., Ochsner, E., O'Dell, J., Oelker, E., Ogin, G. H., Oh, J. J., Oh, S. H., Ohme, F., Oliver, M., Oppermann, P., Oram, R. J., O'Reilly, B., O'Shaughnessy, R., Ottaway, D. J., Overmier, H., Owen, B. J., Pai, A., Pai, S. A., Palamos, J. R., Palashov, O., Palomba, C., Pal-Singh, A., Pan, H., Pankow, C., Pannarale, F., Pant, B. C., Paoletti, F., Paoli, A., Papa, M. A., Paris, H. R., Parker, W., Pascucci, D., Pasqualetti, A., Passaquieti, R., Passuello, D., Patricelli, B., Patrick, Z., Pearlstone, B. L., Pedraza, M., Pedurand, R., Pekowsky, L., Pele, A., Penn, S., Perreca, A., Perri, L. M., Phelps, M., Piccinni, O. J., Pichot, M., Piergiovanni, F., Pierro, V., Pillant, G., Pinard, L., Pinto, I. M., Pitkin, M., Poe, M., Poggiani, R., Popolizio, P., Post, A., Powell, J., Prasad, J., Pratt, J., Predoi, V., Prestegard, T., Price, L. R., Prijatelj, M., Principe, M., Privitera, S., Prix, R., Prodi, G. A., Prokhorov, L., Puncken, O., Punturo, M., Puppo, P., Pürrer, M., Qi, H., Qin, J., Qiu, S., Quetschke, V., Quintero, E. A., Quitzow-James, R., Raab, F. J., Rabeling, D. S., Radkins, H., Raffai, P., Raja, S., Rajan, C., Rakhmanov, M., Rapagnani, P., Raymond, V., Razzano, M., Re, V., Read, J., Reed, C. M., Regimbau, T., Rei, L., Reid, S., Rew, H., Reyes, S. D., Ricci, F., Riles, K., Rizzo, M., Robertson, N. A., Robie, R., Robinet, F., Rocchi, A., Rolland, L., Rollins, J. G., Roma, V. J., Romano, J. D., Romano, R., Romanov, G., Romie, J. H., Rosińska, D., Rowan, S., Rüdiger, A., Ruggi, P., Ryan, K., Sachdev, S., Sadecki, T., Sadeghian, L., Sakellariadou, M., Salconi, L., Saleem, M., Salemi, F., Samajdar, A., Sammut, L., Sanchez, E. J., Sandberg, V., Sandeen, B., Sanders, J. R., Sassolas, B., Saulson, P. R., Sauter, O. E. S., Savage, R. L., Sawadsky, A., Schale, P., Schilling, R., Schmidt, J., Schmidt, P., Schnabel, R., Schofield, R. M. S., Schönbeck, A., Schreiber, E., Schuette, D., Schutz, B. F., Scott, J., Scott, S. M., Sellers, D., Sengupta, A. S., Sentenac, D., Sequino, V., Sergeev, A., Setyawati, Y., Shaddock, D. A., Shaffer, T., Shahriar, M. S., Shaltev, M., Shapiro, B., Shawhan, P., Sheperd, A., Shoemaker, D. H., Shoemaker, D. M., Siellez, K., Siemens, X., Sieniawska, M., Sigg, D., Silva, A. D., Singer, A., Singer, L. P., Singh, A., Singh, R., Singhal, A., Sintes, A. M., Slagmolen, B. J. J., Smith, J. R., Smith, N. D., Smith, R. J. E., Son, E. J., Sorazu, B., Sorrentino, F., Souradeep, T., Srivastava, A. K., Staley, A., Steinke, M., Steinlechner, J., Steinlechner, S., Steinmeyer, D., Stephens, B. C., Stone, R., Strain, K. A., Straniero, N., Stratta, G., Strauss, N. A., Strigin, S., Sturani, R., Stuver, A. L., Summerscales, T. Z., Sun, L., Sunil, S., Sutton, P. J., Swinkels, B. L., Szczepańczyk, M. J., Tacca, M., Talukder, D., Tanner, D. B., Tápai, M., Tarabrin, S. P., Taracchini, A., Taylor, R., Theeg, T., Thirugnanasambandam, M. P., Thomas, E. G., Thomas, M., Thomas, P., Thorne, K. A., Thorne, K. S., Thrane, E., Tiwari, S., Tiwari, V., Tokmakov, K. V., Toland, K., Tomlinson, C., Tonelli, M., Tornasi, Z., Torres, C. V., Torrie, C. I., Töyrä, D., Travasso, F., Traylor, G., Trifirò, D., Tringali, M. C., Trozzo, L., Tse, M., Turconi, M., Tuyenbayev, D., Ugolini, D., Unnikrishnan, C. S., Urban, A. L., Usman, S. A., Vahlbruch, H., Vajente, G., Valdes, G., van Bakel, N., van Beuzekom, M., van den Brand, J. F. J., Van Den Broeck, C., Vander-Hyde, D. C., van der Schaaf, L., van Heijningen, J. V., van Veggel, A. A., Vardaro, M., Vass, S., Vasúth, M., Vaulin, R., Vecchio, A., Vedovato, G., Veitch, J., Veitch, P. J., Venkateswara, K., Verkindt, D., Vetrano, F., Viceré, A., Vinciguerra, S., Vine, D. J., Vinet, J.-Y., Vitale, S., Vo, T., Vocca, H., Vorvick, C., Voss, D. V., Vousden, W. D., Vyatchanin, S. P., Wade, A. R., Wade, L. E., Wade, M., Walker, M., Wallace, L., Walsh, S., Wang, G., Wang, H., Wang, M., Wang, X., Wang, Y., Ward, R. L., Warner, J., Was, M., Weaver, B., Wei, L.-W., Weinert, M., Weinstein, A. J., Weiss, R., Wen, L., Weßels, P., Westphal, T., Wette, K., Whelan, J. T., Whiting, B. F., Williams, R. D., Williamson, A. R., Willis, J. L., Willke, B., Wimmer, M. H., Winkler, W., Wipf, C. C., Wiseman, A. G., Wittel, H., Woan, G., Woehler, J., Worden, J., Wright, J. L., Wu, D. S., Wu, G., Yablon, J., Yam, W., Yamamoto, H., Yancey, C. C., Yu, H., Yvert, M., Zadrożny, A., Zangrando, L., Zanolin, M., Zendri, J.-P., Zevin, M., Zhang, L., Zhang, M., Zhang, Y., Zhao, C., Zhou, M., Zhou, Z., Zhu, X. J., Zucker, M. E., Zuraw, S. E., and Zweizig, J. |
| Subjects: | Q Science > QB Astronomy Q Science > QC Physics |
| College/School: | College of Science and Engineering > School of Physics and Astronomy |
| Research Centre: | College of Science and Engineering > School of Physics and Astronomy > Institute for Gravitational Research |
| Research Group: | Institute for Gravitational Research |
| Journal Name: | Annalen der Physik |
| Publisher: | Wiley |
| ISSN: | 0003-3804 |
| ISSN (Online): | 1521-3889 |
| Published Online: | 04 October 2016 |
| Copyright Holders: | Copyright © 2016 The Authors |
| First Published: | First published in Annalen der Physik 529(1-2): 1600209 |
| Publisher Policy: | Reproduced under a Creative Commons License |
University Staff: Request a correction | Enlighten Editors: Update this record
Altmetric
Altmetric