Будущий детектор гравитационных волн вновь подвергнет проверке теорию относительности
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.
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).
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.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Долгое время считалось, что гигантские стрекозообразные, жившие 300 миллионов лет назад, стали такими из‑за высокого содержания кислорода. Тогда в атмосфере его было около 30% вместо сегодняшних 21%. Учёные полагали, что крупные насекомые задохнулись бы в нашей атмосфере. Но оказалось, что это не так.
Нуклеосомы — основные «катушки» упаковки ДНК — почти всегда находятся в искаженном состоянии, а не в аккуратной и стабильной форме, как считалось десятилетиями. Именно через такие микроскопические изменения, как выяснили ученые, клетка регулирует работу генов — а значит, управляет развитием, реакцией на внешние раздражители и даже возникновением болезней.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии