Отслеживая слабые изменения в расстоянии до Луны, можно регистрировать гравитационные волны в диапазонах, недоступных наземным обсерваториям.
©NASA
Существующие детекторы гравитационных волн работают лишь в определенном диапазоне частот. Это позволяет регистрировать далеко не все такие волны. Охватить новый диапазон можно с помощью обсерватории совершенно нового типа, «детектором» в которой выступает орбита Луны, следя за гравитационными волнами по слабым колебаниям расстояния до спутника. Об этом ученые из Испании и Великобритании пишут в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.
Гравитационные волны — «рябь пространства-времени» — предсказываются Общей теорией относительности и были действительно обнаружены в 2015 году. С тех пор астрономы зафиксировали десятки подобных событий, связанных с одними из наиболее экстремальных процессов в космосе, такими как слияния черных дыр и нейтронных звезд.
Однако наземным инструментам доступны далеко не все возможные частоты гравитационных волн — как и линзы обычного телескопа не способны преломлять, допустим, рентген. Например, реликтовые гравитационные волны, возникшие еще в самой ранней Вселенной, должны иметь частоты порядка микрогерц, которые не соответствуют диапазонам существующих детекторов. Зато для таких волн подойдет инструмент, предложенный Диего Бласом (Diego Blas) из Автономного университета Барселоны и Александром Дженкинсом (Alexander Jenkins) из Университетского колледжа Лондона.
Стоит напомнить, что на поверхности Луны размещено несколько ретрорефлекторов — нехитрых зеркальных устройств, которые отражают падающие на них лучи, возвращая назад к источнику. Направляя на них лазеры с Земли, астрономы отслеживают расстояние до спутника с большой точностью, почти сантиметровой, притом что вся дистанция до него превышает 380 тысяч километров. Она и позволяет говорить о возможности использования Луны для регистрации гравитационных волн. Расчеты, проведенные Бласом и Дженкинсом, показывают, что подобный инструмент будет чувствителен к волнам важного микрогерцевого диапазона.
По словам ученых, в космосе можно найти и другие «природные» детекторы гравитационных волн разной частоты. Например, с очень высокой точностью (до долей на миллион) можно следить за орбитами двойных систем с пульсаром и по их слабым колебаниям тоже регистрировать прохождения «ряби пространства-времени». Вместе с уже работающими и строящимися наземными инструментами, а также с будущей космической обсерваторией LISA такой подход позволит охватить практически весь диапазон гравитационных волн, от нано- до сотен герц.
