Большинство гравитационных волн, рождающихся при слиянии черных дыр, мы не видим из-за того, что они сливаются в единый фон. Для того чтобы их выделить, из него предлагается запустить в космос гигантскую сеть интерферометров.
Как поймать гравитационные волны
Ученые предлагают запустить в космос гигантские приборы, которые будут работать вместе как телескоп размером с орбиту Земли. Все это делается для того, чтобы увидеть гравитационные волны от слияния черных дыр, которые скрываются от нас.
Гравитационные волны от слияния черных дыр и нейтронных звезд были предусмотренны теорией относительности Эйнштейна. Но уловить их удалось только в 2015 году благодаря гигантским интерферометрам LIGO и VIRGO. Позже к ним присоединился еще и KAGRA. Так они смогли зарегистрировать сотни таких событий.
Ежегодно во Вселенной происходит сотни тысяч таких явлений. То есть мы смогли уловить только небольшую часть гравитационных волн, а для остальных чувствительность наших приборов все еще слишком маленькая и они сливаются в единый стохастический фон гравитационных волн (SGWB).
Однако ученые не оставляют надежд все же вычленить из SGWB отдельные события и узнать, что же происходит, когда черные дыры сливаются. Для этого они предлагают запустить в космос сеть из 3—4 интерферометров, подобных LIGO или VIRGO.
Лазерная интерферометрия в космосе
Лазерный интерферометр — это тип обсерватории, работающий способом, который отличается от остальных. Вместо того чтобы собирать частицы от источника излучения, он регистрирует колебания пространства, проходящие сквозь прибор. Основано это на явлении интерференции — взаимном усилении или ослаблении электромагнитных волн при их наложении.
В гравитационных обсерваториях используются лазерные лучи, которые дают интерференционную картину, при том, что их лучам приходится преодолевать расстояние в несколько километров. Когда она нарушается, значит, сквозь прибор прошла гравитационная волна.
Но одного такого прибора для регистрации гравитационных волн не достаточно. Поэтому они работают парами, разделенными тысячами километров. И именно этим расстоянием, которое называется базой, и определяется чувствительность прибора.
Именно ради увеличения базы планируется запустить интерферометры в космос. Сейчас рассматривается два разных проекта реализации этой гигантской гравитационной обсерватории. Один предложен европейцами и называется Обсерватория Большого взрыва (BBO), а второй — японский, под названием Декагерцевая обсерватория гравитационных волн. (DECIGO).
Какой из них будет реализован — неизвестно, но оба предполагают базу, которая будет равна расстоянию между Землей и Солнцем. Ученые уверены, что этого будет достаточно, чтобы раскрыть все тайны SGWB.
По материалам phys.org.
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
