The basic physics of the binary black hole merger GW150914

B. P. Abbott, R. Abbott, T. D. Abbott, M. R. Abernathy, F. Acernese, K. Ackley, C. Adams, A.T. Phythian-Adams, P. Addesso, R. X. Adhikari, V. B. Adya, C. Affeldt, M. Agathos, K. Agatsuma, N.T. Aggarwal, O. D. Aguiar, L. Aiello, A. Ain, P. Ajith, B. AllenA. Allocca, P. A. Altin, S. B. Anderson, W. G. Anderson, K. Arai, M. C. Araya, C. C. Arceneaux, J. S. Areeda, N. Arnaud, K. G. Arun, S. Ascenzi, G. Ashton, M. Ast, S. M. Aston, P. Astone, P. Aufmuth, C. Aulbert, S. Babak, P. Bacon, M. K. M. Bader, F. Baldaccini, G. Ballardin, S. W. Ballmer, J. C. Barayoga, S. E. Barclay, B. C. Barish, R.D. Barker, F. Barone, B. Barr, L. Barsotti, M. Barsuglia, D. Barta, J. Bartlett, I. Bartos, R. Bassiri, A. Basti, J. C. Batch, C. Baune, V. Bavigadda, M. Bazzan, M. Bejger, A. S. Bell, G. Bergmann, C. P. L. Berry, D. Bersanetti, A. Bertolini, J. Betzwieser, S. Bhagwat, R. Bhandare, I. A. Bilenko, G. Billingsley, M.J. Birch, R. Birney, O. Birnholtz, S. Biscans, A. Bisht, M. Bitossi, C. Biwer, M. A. Bizouard, J. K. Blackburn, C. D. Blair, D. G. Blair, R. M. Blair, A.L.S. Bloemen, O. Bock, M. Boer, J.G. Bogaert, C. Bogan, A. Bohe, T.C Bond, F. Bondu, R. Bonnand, B. A. Boom, R. Bork, V. Boschi, S. Bose, Y. Bouffanais, A. Bozzi, C. Bradaschia, V. B. Braginsky, M. Branchesi, J. E. Brau, T. Briant, A. Brillet, M. Brinkmann, V. Brisson, P. Brockill, J. E. Broida, A. F. Brooks, A.D. Brown, D. Brown, N. M. Brown, S. Brunett, C. C. Buchanan, A. Buikema, T. Bulik, H. J. Bulten, A. Buonanno, D. Buskulic, C. Buy, R. L. Byer, M. Cabero, L. Cadonati, G. Cagnoli, C. Cahillane, J. Calderon Bustillo, T. A. Callister, E. Calloni, J. B. Camp, K. C. Cannon, J. Cao, C. D. Capano, E. Capocasa, F. Carbognani, S. Caride, J. Casanueva Diaz, C. Casentini, S. Caudill, M. Cavaglia, F. Cavalier, R. Cavalieri, G. Cella, C. B. Cepeda, L. Cerboni Baiardi, G. Cerretani, E. Cesarini, S. J. Chamberlin, M. Chan, D. S. Chao, P. Charlton, E. Chassande-Mottin, H. Y. Chen, Y Chen, C. Cheng, A. Chincarini, A. Chiummo, H. S. Cho, M. Cho, J. H. Chow, N. Christensen, Qian Chu, S. E. Chua, E.S. Chung, G. Ciani, F. Clara, J. A. Clark, F. Cleva, E. Coccia, P. -F. Cohadon, A. Colla, C. G. Collette, L. Cominsky, M., Jr. Constancio, A. Conte, L. Conti, D. Cook, T. R. Corbitt, A. Corsi, S. Cortese, A.C. Costa, M. W. Coughlin, S. B. Coughlin, J. -P. Coulon, S. T. Countryman, P. Couvares, E. E. Cowan, D. M. Coward, M. J. Cowart, D. C. Coyne, R. Coyne, K. Craig, J. D. E. Creighton, J. Cripe, S. G. Crowder, A. Cumming, A.L. Cunningham, E. Cuoco, T. Dal Canton, S. L. Danilishin, S. D'Antonio, K. Danzmann, N. S. Darman, A. Dasgupta, C. F. Da Silva Costa, V. Dattilo, I. Dave, M. Davier, G. S. Davies, E. J. Daw, R. Day, S. De, D. Debra, G. Debreczeni, J. Degallaix, M. De laurentis, S. Deleglise, W. Del Pozzo, T. Denker, T. Dent, V.A. Dergachev, R. Rosa, R. T. DeRosa, R. DeSalvo, R. C. Devine, S. Dhurandhar, M. C. Diaz, L. Di Fiore, M.G. Giovanni, T. Di Girolamo, A. Di Lieto, S. Di Pace, I. Di Palma, A. Di Virgilio, V. Dolique, F. Donovan, K. L. Dooley, S. Doravari, R. Douglas, T. P. Downes, M. Drago, R. W. P. Drever, J. C. Driggers, M. Ducrot, S. E. Dwyer, T. B. Edo, M. C. Edwards, A. Effler, H. -B. Eggenstein, P. Ehrens, J. Eichholz, S. S. Eikenberry, W. Engels, R. C. Essick, T. Etzel, T. M. Evans, T. M. Evans, R. Everett, M. Factourovich, V. Fafone, H. Fair, S. Fairhurst, X.M. Fan, Q. Fang, S. Farinon, B. Farr, W. M. Farr, M. Favata, M. Fays, H. Fehrmann, M. M. Fejer, E. Fenyvesi, I. Ferrante, E. C. Ferreira, F. Ferrini, F. Fidecaro, I. Fiori, D. Fiorucci, R. P. Fisher, R. Flaminio, M Fletcher, J. -D. Fournier, S. Frasca, F. Frasconi, Z. Frei, A. Freise, R. Frey, V. Frey, P. Fritschel, V. V. Frolov, P. Fulda, M. Fyffe, H. A. G. Gabbard, J. R. Gair, L. Gammaitoni, S. G. Gaonkar, F. Garufi, G. Gaur, N. Gehrels, G. Gemme, P. Geng, E. Genin, A. Gennai, J. George, L. Gergely, V. Germain, Abhirup Ghosh, Archisman Ghosh, S. Ghosh, J. A. Giaime, K. D. Giardina, A. Giazotto, K.P. Gill, A. Glaefke, E. Goetz, R. Goetz, L. Gondan, R.G. Gonzalez, J. M. Gonzalez Castro, A. Gopakumar, N. A. Gordon, M. L. Gorodetsky, S. E. Gossan, M. Lee-Gosselin, R. Gouaty, A. Grado, C. Graef, P. B. Graff, M. Granata, A. Grant, S. Gras, C.M. Gray, G. Greco, A. C. Green, P. Groot, H. Grote, S. Grunewald, G. M. Guidi, X. Guo, A. Gupta, M. K. Gupta, K. E. Gushwa, E. K. Gustafson, R. Gustafson, J. J. Hacker, R. Buffoni-Hall, E. D. Hall, G.L. Hammond, M. Haney, M. M. Hanke, J. Hanks, C. Hanna, M. D. Hannam, P.J. Hanson, T. Hardwick, J. Harms, G. M. Harry, I. W. Harry, M. J. Hart, M. T. Hartman, C. -J. Haster, K. Haughian, A. Heidmann, M. C. Heintze, H. Heitmann, P. Hello, G. Hemming, M. Hendry, I. S. Heng, J. Hennig, J.A. Henry, A. W. Heptonstall, M. Heurs, S. Hild, D. Hoak, D. Hofman, K. Holt, D. E. Holz, P. Hopkins, J. Hough, E. A. Houston, E. J. Howell, Y. M. Hu, S. Huang, E. A. Huerta, D. Huet, B. Hughey, S. Husa, S. H. Huttner, T. Huynh-Dinh, N. Indik, D. R. Ingram, R. Inta, H. N. Isa, J. -M. Isac, M. Isi, T. Isogai, B. R. Iyer, K. Izumi, T. Jacqmin, D.H. Jang, K. Jani, P. Jaranowski, S. Jawahar, L. Jian, F. Jimenez-Forteza, W. Johnson, I.D. Jones, R. Jones, R. J. G. Jonker, L. Ju, K. Haris, C. V. Kalaghatgi, V. Kalogera, S. Kandhasamy, G.H. Kang, J. B. Kanner, S. J. Kapadia, S. Karki, K. S. Karvinen, M. Kasprzack, E. Katsavounidis, W. Katzman, S. Kaufer, T. Kaur, K. Kawabe, F. Kefelian, M. S. Kehl, D. Keitel, D. B. Kelley, W. Kells, R.E. Kennedy, J. S. Key, F. Y. Khalili, I. Khan, S. Khan., Z. Khan, E. A. Khazanov, N. Kijbunchoo, Chi-Woong Kim, Chunglee Kim, J. Kim, K. Kim, S.N. Kim, W. Kim, Y.M. Kim, S. J. Kimbrell, E. J. King, P. J. King, J. S. Kissel, B. Klein, L. Kleybolte, S. Klimenko, S. M. Koehlenbeck, S. Koley, V. Kondrashov, A. Kontos, M. Korobko, W. Z. Korth, I. Kowalska, D. B. Kozak, V. Kringel, B. Krishnan, A. Krolak, C. Krueger, G. Kuehn, P. Kumar, R. Kumar, L. Kuo, A. Kutynia, B. D. Lackey, M. Landry, J. Lange, B. Lantz, P. D. Lasky, M. Laxen, A. Lazzarini, C. Lazzaro, P. Leaci, S. Leavey, E. O. Lebigot, C.H. Lee, K.H. Lee, M.H. Lee, K. Lee, A. Lenon, M. Leonardi, J. R. Leong, N. Leroy, N. Letendre, Y. Levin, J. B. Lewis, T. G. F. Li, A. Libson, T. B. Littenberg, N. A. Lockerbie, A. L. Lombardi, L. T. London, J. E. Lord, M. Lorenzini, V. Loriette, M. Lormand, G. Losurdo, J. D. Lough, H. Lueck, A. P. Lundgren, R. Lynch, Y. Ma, B. Machenschalk, M. MacInnis, D. M. Macleod, F. Magana-Sandoval, L. Magana Zertuche, R. M. Magee, E. Majorana, I. Maksimovic, V. Malvezzi, N. Man, V. Mandic, V. Mangano, G. L. Mansell, M. Manske, M. Mantovani, F. Marchesoni, F. Marion, S. Marka, Z. Marka, A. S. Markosyan, E. Maros, F. Martelli, L. Martellini, I. W. Martin, D. V. Martynov, J. N. Marx, K. Mason, A. Masserot, T. J. Massinger, M. Masso-Reid, S. Mastrogiovanni, F. Matichard, L. Matone, N. Mavalvala, N. Mazumder, R. McCarthy, D. E. McClelland, S. McCormick, S. C. McGuire, G. McIntyre, J. McIver, D. J. McManus, T. McRae, D. Meacher, G. D. Meadors, J. Meidam, A. Melatos, G. Mendell, R. A. Mercer, E. L. Merilh, M. Merzougui, S. Meshkov, C. Messenger, C. Messick, R. Metzdorff, P. M. Meyers, F. Mezzani, H. Miao, C. Michel, H. Middleton, E. E. Mikhailov, L. Milano, A. L. Miller, A. L. Miller, B. Miller, J. Miller, M. Millhouse, Y. Minenkov, J. Ming, S. Mirshekari, C. Mishra, S. Mitra, V. P. Mitrofanov, G. Mitselmakher, R. Mittleman, A. Moggi, M. Mohan, S. R. P. Mohapatra, M. Montani, B.C. Moore, J.C. Moore, D. Moraru, M. Gutierrez Moreno, S. R. Morriss, K. Mossavi, B. Mours, C. M. Mow-Lowry, G. Mueller, A. W. Muir, Arunava Mukherjee, S.D. Mukherjee, S. Mukherjee, N. Mukund, A. Mullavey, J. Munch, D. J. Murphy, P.G. Murray, A. Mytidis, I. Nardecchia, L. Naticchioni, R. K. Nayak, K. Nedkova, G. Nelemans, T. J. N. Nelson, M. Gutierrez-Neri, A. Neunzert, G. Newton-Howes, T. T. Nguyen, A. B. Nielsen, S. Nissanke, A. Nitz, F. Nocera, D. Nolting, M. E. N. Normandin, L. K. Nuttall, J. Oberling, E. Ochsner, J. O'Dell, E. Oelker, G. H. Ogin, J. Oh, S. H. Oh, F. Ohme, M. B. Oliver, P. Oppermann, Richard J. Oram, B. O'Reilly, R. O'Shaughnessy, D. J. Ottaway, H. Overmier, B. J. Owen, A. Pai, S. A. Pai, J. R. Palamos, O. Palashov, C. Palomba, A. Pal-Singh, H. Pan, C. Pankow, F. Pannarale, B. C. Pant, F. Paoletti, A. Paoli, M. A. Papa, H. R. Paris, W.S Parker, D. Pascucci, A. Pasqualetti, R. Passaquieti, D. Passuello, B. Patricelli, Z. Patrick, B. L. Pearlstone, M. Pedraza, R. Pedurand, L. Pekowsky, A. Pele, S. Penn, A. Perreca, L. M. Perri, M. Phelps, O. J. Piccinni, M. Pichot, F. Piergiovanni, V. Pierro, G. Pillant, L. Pinard, I. M. Pinto, M. Pitkin, M. Poe, R. Poggiani, P. Popolizio, A. Post, J. Powell, J. Prasad, J. Pratt, V. Predoi, T. Prestegard, L. R. Price, M. Prijatelj, M. Principe, S. Privitera, R. Prix, G. A. Prodi, L. G. Prokhorov, O. Puncken, M. Punturo, P. Puppo, M. Puerrer, H. Qi, J. Qin, S. Qiu, V. Quetschke, E. A. Quintero, R. Quitzow-James, F. J. Raab, D. S. Rabeling, H. Radkins, P. Raffai, S. Raja, C. Rajan, M. Rakhmanov, P. Rapagnani, V. Raymond, M. Razzano, V. Re, J. Read, C. M. Reed, T. Regimbau, L. Rei, S. Reid, H. Rew, S. D. Reyes, F. Ricci, K. Riles, D.M. Rizzo, N. A. Robertson, R. Robie, F. Robinet, A. Rocchi, L. Rolland, J. G. Rollins, V. J. Roma, J. D. Romano, R. Romano, G. Romanov, J. H. Romie, D. Rosinska, S. Rowan, A. Ruediger, P. Ruggi, K.A. Ryan, P.S. Sachdev, T. Sadecki, L. Sadeghian, M. Sakellariadou, L. Salconi, M. Saleem, F. Salemi, A. Samajdar, L. Sammut, E. J. Sanchez, V. Sandberg, B. Sandeen, J. R. Sanders, B. Sassolas, P. R. Saulson, O. E. S. Sauter, R. L. Savage, A. Sawadsky, P. Schale, R. Schilling, J Schmidt, P. Schmidt, R.B. Schnabel, R. M. S. Schofield, A. Schoenbeck, K.E.C. Schreiber, D. Schuette, B. F. Schutz, J. Scott, M.S. Scott, D. Sellers, A. S. Sengupta, D. Sentenac, V. Sequino, A. Sergeev, Y. Setyawati, D. A. Shaddock, T. J. Shaffer, M. S. Shahriar, M. Shaltev, B. Shapiro, P. Shawhan, A. Sheperd, D. H. Shoemaker, D. M. Shoemaker, K. Siellez, X. Siemens, M. Sieniawska, D. Sigg, António Dias da Silva, A Singer, L. P. Singer, A. Singh, R. Singh, A. Singhal, A. M. Sintes, B. J. J. Slagmolen, R. J. E. Smith, N.D. Smith, R. J. E. Smith, E. J. Son, B. Sorazu, F. Sorrentino, T. Souradeep, A. K. Srivastava, A. Staley, M. Steinke, J. Steinlechner, S. Steinlechner, D. Steinmeyer, B. C. Stephens, J.R. Stone, K. A. Strain, N. Straniero, G. Stratta, N. A. Strauss, S. E. Strigin, R. Sturani, A. L. Stuver, T. Z. Summerscales, L. Sun, S. Sunil, P. J. Sutton, B. L. Swinkels, M. J. Szczepanczyk, M.D. Tacca, D. Talukder, D. B. Tanner, M. Tapai, S. P. Tarabrin, A. Taracchini, W.R. Taylor, T. Theeg, M. P. Thirugnanasambandam, E. G. Thomas, M. Thomas, P. Thomas, K. A. Thorne, K. S. Thorne, E. Thrane, S. Tiwari, V. Tiwari, K. V. Tokmakov, K. Toland, C. Tomlinson, M. Tonelli, Z. Tornasi, C. V. Torres, C. I. Torrie, D. Toyra, F. Travasso, G. Traylor, D. Trifiro, M. C. Tringali, L. Trozzo, M. Tse, M. Turconi, D. Tuyenbayev, D. Ugolini, C. S. Unnikrishnan, A. L. Urban, S. A. Usman, H. Vahlbruch, G. Vajente, G. Valdes, N. van Bakel, M.G. van Beuzekom, J. F. J. van den Brand, C.F.F. Van Den Broeck, D. C. Vander-Hyde, L. van der Schaaf, J. V. van Heijningen, A. A. van Veggel, M. Vardaro, S. Vass, M. Vasuth, R. Vaulin, A. Vecchio, G. Vedovato, J. Veitch, P.J. Veitch, K. Venkateswara, D. Verkindt, F. Vetrano, A. Vicere, S. Vinciguerra, D. J. Vine, J. -Y. Vinet, S. Vitale, T. Vo, H. Vocca, C. Vorvick, D. V. Voss, W. D. Vousden, S. P. Vyatchanin, A. R. Wade, L. E. Wade, MT Wade, M. Walker, L. Wallace, S. Walsh, G. Wang, H. Wang, M. Wang, X. Wang, Y. Wang, R. L. Ward, J. Warner, M. Was, B. Weaver, L. -W. Wei, M. Weinert, A. J. Weinstein, R. Weiss, L.M. Wen, P. Wessels, T. Westphal, K. Wette, J. T. Whelan, B. F. Whiting, D.R. Williams, A. R. Williamson, J. L. Willis, B. Willke, M. H. Wimmer, W. Winkler, C. C. Wipf, A. G. Wiseman, H. Wittel, G. Woan, J. Woehler, J. Worden, J.L. Wright, D.S. Wu, G. Wu, J. Yablon, W. Yam, H. Yamamoto, C. C. Yancey, H. Yu, M. Yvert, A. Zadrozny, L. Zangrando, M. Zanolin, J. -P. Zendri, M. Zevin, L. Zhang, M. Zhang, Y. Zhang, C. Zhao, M. Zhou, Z. Zhou, X. J. Zhu, M. E. Zucker, S. E. Zuraw, J. Zweizig

Research output: Contribution to JournalArticleAcademicpeer-review

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 35M(circle dot), still orbited each other as close as similar to 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.
Original languageEnglish
Article number1600209
JournalAnnalen der Physik
Volume529
Issue number1-2
DOIs
Publication statusPublished - Jan 2017

Cite this

Abbott, B. P., Abbott, R., Abbott, T. D., Abernathy, M. R., Acernese, F., Ackley, K., ... Zweizig, J. (2017). The basic physics of the binary black hole merger GW150914. Annalen der Physik, 529(1-2), [1600209]. https://doi.org/10.1002/andp.201600209