Создание детекторов гравитационных волн и открытие этих волн даёт в руки земной науке новый инструмент для наблюдения за Вселенной. С его помощью учёные смогут определять далёкие и обычно неразличимые во всех других диапазонах события, к которым, например, относятся слияния нейтронных звёзд, чёрных дыр, белых карликов и других компактных объектов. Наземные детекторы показали в этом свои возможности, но будущие космические проекты их просто затмят.
Источник изображения: Pixabay
В середине 30-х годов Европейское космическое агентство вместе с NASA планирует развернуть в космосе лазерный интерферометр LISA (Laser Interferometer Space Antenna). Плечо между детекторами будет достигать 2,5 млн км. Наземный детектор гравитационных волн LIGO, к примеру, имеет плечо длиной 3 км. Чем дальше разнесены детекторы, тем более длинную гравитационную волну можно будет определить. Это тем более важно, что низкочастотные гравитационные волны, как выяснилось, создают особую сетку гравитационных пульсаций Вселенной.
Более того, появилось предложение развить проект LISA до проекта LISAmax, чтобы детекторы гравитационных волн разнести на удаление до 295 млн км, что на два порядка улучшило бы их чувствительность. Технически это осуществимо и даже без особенного повышения затрат.
Как будет выглядеть Вселенная и наша галактика Млечный Путь для подобных детекторов, показали специалисты NASA. Они провели моделирование излучения гравитационных волн от компактных двойных систем в нашей галактике: тесных орбитальных пар из таких объектов, как белые карлики, нейтронные звёзды и чёрные дыры. Такие объекты в своём орбитальном кружении за счёт колоссальных ускорений формируют значительную рябь пространства-времени, которая и есть суть гравитационной волны.
На видео более светлые объекты обозначают события с большей частотой (меньшей длиной гравитационной волны) и чем ярче пятно, тем сильнее сигнал (его амплитуда). Отдельно во врезке показано соотношение амплитуды к частоте гравитационных волн, а также ожидаемая граница чувствительности будущего интерферометра LISA. На этой страничке можно найти графики и анимацию моделирования в высоком разрешении. Все данные, повторим, синтетические, но они наложены на настоящую карту Млечного Пути и, в целом, со временем мы увидим нечто подобное в настоящих наблюдениях.