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 Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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