Ученые хотят обнаружить гравитационные волны ранней Вселенной с помощью Луны

Космические события с участием огромных масс, такие как столкновения между черными дырами, могут высвободить столько энергии, что они физически искажают пространственно-временной континуум, вызывая 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 лазерные лучи Virgo, спускаются по туннелям длиной 4 км и ждут. Аргументация заключается в том, что после уменьшения других воздействий окружающей среды любое крошечное изменение в лазерном луче указывает на то, что его захлестнула гравитационная волна, буквально искажающая реальность. Это искажение может быть всего в одну тысячную ширины протона, но 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 UAB и IFAE в Испании и Университетского колледжа Лондона предложили новый способ обнаружения гравитационных волн на гораздо более низких частотах, используя орбиту Луны вокруг Земли.

Астронавты Apollo оставили зеркала на поверхности Луны, и обсерватории на Земле, непрерывно направляют к ним лазеры 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 масштабная версия существующих детекторов гравитационных волн, но там, где лазеры LIGO проходят всего 4 км, среднее расстояние до Луны составляет 384 400 км.

Точность наших измерений до Луны, дополнительное расстояние, а также тот факт, что Луне требуется 28 дней для обращения вокруг Земли, 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, поскольку она претерпевает переходы между фазами высокой энергии. Обнаружение и расшифровка этих волн может открыть огромное количество новой информации о сложном для изучения периоде истории Вселенной.

Не впервые Луну рассматривают на роль 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. Главное преимущество нового предложения заключается в том, что оно вообще не требует строительства нового объекта — существующие технологии можно просто перепрофилировать.