Группа европейских исследователей предположила, что орбиту Луны можно использовать в качестве гигантского детектора гравитационных волн — ряби в самой ткани пространства-времени. Эти волны, намного меньшие, чем те, которые могут уловить существующие детекторы, могли исходить из ранней Вселенной.
Космические события с участием огромных масс, такие как столкновения между черными дырами, могут высвободить столько энергии, что они физически искажают пространственно-временной континуум, вызывая рябь, известную как гравитационные волны. Хотя это явление было впервые предсказано Альбертом Эйнштейном более века назад, гравитационные волны не были обнаружены напрямую до 2015 года.
Чтобы обнаружить гравитационные волны, такие объекты, как LIGO и Virgo, направляют лазерный луч по 4-километровым туннелям и ждут. Аргументация заключается в том, что после уменьшения других воздействий окружающей среды любое малейшее изменение в этом лазерном луче указывает на то, что его захлестнула гравитационная волна, буквально искажающая реальность. Это искажение может быть всего в одну тысячную ширины протона, но эти чувствительные инструменты могут его обнаружить.
За прошедшие годы были сделаны десятки обнаружений, но современные технологии могут улавливать сигналы только в пределах определенных частот. В новом исследовании, исследователи из Автономного университета Барселоны и Института физики высоких энергий в Испании и Университетского колледжа Лондона предложили новый способ обнаружения гравитационных волн на гораздо более низких частотах, используя орбиту Луны вокруг Земли.
Астронавты миссии Аполлон оставили зеркала на поверхности Луны, и обсерватории здесь, на Земле, непрерывно направляют к ним лазерные лучи и измеряют, как они отражаются. Это позволяет ученым отслеживать расстояние Луны от Земли с точностью до 1 см. В каком-то смысле это гораздо более крупная версия существующих детекторов гравитационных волн, но там, где лазерные лучи LIGO проходят всего 4 км, среднее расстояние до Луны составляет 384 400 км.
Точность наших измерений до Луны, плюс дополнительное расстояние, а также тот факт, что Луне требуется 28 дней для обращения вокруг Земли, вместе делают этот метод особенно чувствительным к обнаружению гравитационных волн в диапазоне микрогерц. Эти частоты находятся за пределами возможностей существующих детекторов, но представляют особый интерес для ученых.
Считается, что микрогерцовые гравитационные волны должны исходить из очень ранней Вселенной, по мере того как она претерпевала переходы между фазами высокой энергии. Обнаружение и расшифровка этих волн может открыть огромное количество новой информации о сложном для изучения периоде истории Вселенной.
Это не первый раз, когда Луну рассматривают на предмет роли в обнаружении гравитационных волн. В прошлом году другая команда предположила, что лунная поверхность может стать идеальным местом для будущего объекта благодаря ее изоляции от фоновых помех. Однако главное преимущество нового предложения заключается в том, что оно вообще не требует строительства нового объекта — существующие технологии можно просто перепрофилировать.
Исследование было опубликовано в журнале Physical Review Letters.
Источник: UAB.
