• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
12 февраля
Даниил Сухинов
3
3 506

Будущий детектор гравитационных волн вновь подвергнет проверке теорию относительности

4.1

Новая работа международной группы астрономов оценила возможности будущего колоссального детектора гравитационных волн. Помимо своей прямой задачи, проект LISA будет нацелен на поиск новых фундаментальных полей и в очередной раз постарается обнаружить отклонения от предсказаний Общей теории относительности Эйнштейна.

Близкий взгляд на один из трех аппаратов группировки LISA в представлении художника.
Близкий взгляд на один из трех аппаратов группировки LISA в представлении художника. / ©AEI/MM/exozet

Космическая антенна с лазерным интерферометром (LISA) — весьма амбициозный проект Европейского космического агентства (ЕКА) по постройке поистине колоссального детектора гравитационных волн. Он будет состоять из трех одинаковых аппаратов, образующих равносторонний треугольник со стороной 2,5 миллиона километров.

Как понятно из названия, аппараты должны связываться между собой посредством лазеров. По сдвигу фазы лазерного луча можно будет определить изменение положения аппаратов друг относительно друга. Это позволит не только заметить прохождение гравитационной волны, но и измерить ее поляризацию и определить направление на источник. Причем за счет треугольной формы точность определения направления у LISA выше, чем у работающих сегодня наземных детекторов LIGO и Virgo.

LISA будет наблюдать за гравитационными волнами миллигерцевого диапазона, недоступного для наземных интерферометров из-за наличия шумов (антропогенных и сейсмических), которые нельзя полностью компенсировать. Диапазон измерений позволит детектировать гравитационные волны от систем, состоящих из массивной черной дыры, масса которой может в миллионы раз превышать массу Солнца, и компактного объекта звездной массы — будь то черная дыра или нейтронная звезда. Такие системы называют спиральными системами с экстремальным отношением масс, или EMRI (extreme mass-ratio inspirals).

Кривые чувствительности ряда детекторов гравитационных волн в зависимости от частоты. / ©Wikimedia Commons

Международная группа астрономов из Италии и Великобритании в исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy, продемонстрировала возможность обнаружения новых фундаментальных полей при наблюдении EMRI космическим интерферометром LISA.

Профессор Томас Сотириу (Thomas Sotiriou), директор Ноттингемского центра по изучению гравитации, объясняет: «Новые фундаментальные поля, в частности скалярные, предлагались в различных концепциях: как объяснение темной материи, как причина ускоренного расширения Вселенной или как низкоэнергетические проявления последовательного и полного описания гравитации и элементарных частиц. Теперь мы показали, что LISA предложит беспрецедентные возможности в обнаружении скалярных полей».

Некоторые обобщения Общей теории относительности Эйнштейна предполагают существование скалярных гравитационных волн (в каждой точке описываются всего одним числом — зарядом), тогда как, согласно самой ОТО, гравитационное взаимодействие описывается с помощью тензорного поля (описывается тензором — n-мерной матрицей).

Наблюдения наземных гравитационных детекторов за астрофизическими объектами со слабыми гравитационными полями пока соответствуют теории Эйнштейна и подтверждают наличие лишь тензорных гравитационных волн. Однако есть основания полагать, что отклонения от Общей теории относительности могут быть обнаружены в более экстремальных случаях, таких как EMRI.

Исследователи разработали новый подход к моделированию сигнала, который генерирует тело звездной массы при обращении вокруг массивной черной дыры, и впервые оценили способности LISA обнаруживать существование скалярных гравитационных полей.

Оказалось, LISA способна измерять скалярный заряд (количество скалярного поля) малого тела в системе EMRI с беспрецедентной точностью — порядка одного процента. Причем этот результат не зависит от происхождения скалярного поля, а также от структуры и других свойств небольшого компактного объекта в системе EMRI, поэтому его можно рассматривать как общую оценку возможностей интерферометра LISA по обнаружению новых фундаментальных полей.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
6 часов назад
Александр Березин

Скорее всего, это первое полноценное использование принципиально нового истребителя по его прямому назначению.

Позавчера, 10:00
РНФ

Группа ученых из России и Германии математически описала ситуацию, когда происходит самоостановка света — явление, при котором скорость световых импульсов падает в миллионы раз, вплоть до нуля. Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти. Это происходит за счет обволакивания материей безмассовых фотонов, и в результате они могут остановиться.

Позавчера, 15:33
Михаил Орлов

В контексте изменений климата обычно говорят о таянии ледников, однако ученые отмечают, что некоторые крупные скопления льда на Антарктическом полуострове за последние 20 лет заметно выросли. Причиной могут быть изменения атмосферной циркуляции и перераспределение массы антарктических льдов ближе к берегу.

Позавчера, 10:00
РНФ

Группа ученых из России и Германии математически описала ситуацию, когда происходит самоостановка света — явление, при котором скорость световых импульсов падает в миллионы раз, вплоть до нуля. Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти. Это происходит за счет обволакивания материей безмассовых фотонов, и в результате они могут остановиться.

20 мая
Мария Азарова

Ученые предупреждают: поскольку вес современных комбайнов и прочей сельхозтехники сегодня приближается к весу самых крупных животных, когда-либо бродивших по Земле, возникает парадокс уплотнения грунта.

6 часов назад
Александр Березин

Скорее всего, это первое полноценное использование принципиально нового истребителя по его прямому назначению.

26 апреля
Василий Парфенов

Крупнейшие патентные ведомства мира десятилетиями или веками принципиально игнорируют любые конструкции, нарушающие начала термодинамики. С точки зрения здравого смысла это хорошо, но конспирологи и гении-самоучки считают иначе. По их мнению, такая политика стала результатом заговора (подставьте сюда любое вымышленное или не очень секретное общество либо лобби). Что ж, похоже, Роспатент встал на их сторону.

27 апреля
Александра Медведева

С помощью GPS-трекинга ученые проследили за перемещениями целой популяции домашних кошек в небольшом норвежском городке. Оказалось, питомцы редко уходят от дома далее 50 метров и почти не совершают длительных прогулок.

28 апреля
Мария Азарова

Авторы нового исследования составили таблицу ожидаемой продолжительностью жизни для собак 18 чистокровных пород и метисов. Кроме того, они узнали, кто живет дольше — суки или кобели, кастрированные или нет.

[miniorange_social_login]

Комментарии

3 Комментария

12.02.2022
-
0
+
Теория то в общем так себе. Компромисс на вопиющих нестыковках, однако "научный" консорциум добазарился трактовать всё в рамках, а если не сходится с наблюдаемыми явлениями всегда есть поправки и усреднения, замечательно) нерушимый бизнес
Когда планируется запуск?
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: