Космический детектор гравитационных волн стал ещё ближе

Последние результаты, полученные от LISA Pathfinder, показали, что спутниковые технологии позволяют создать детектор гравитационных волн в космосе. Об этом сообщается в свежей статье, опубликованной в журнале Physical Revew Letters.

© ESA/ATG medialab
© ESA/ATG medialab

В то время как общественное внимание приковано к открытиям, которые сделали детекторы гравитационных волн LIGO и VIRGO, учёные продолжают работать над задачей помещения такого детектора в космос. В 2015 году Европейское космическое агентство запустило LISA Pathfinder (LPF) — аппарат, целью которого является демонстрация работы технологий, необходимых для создания космической гравитационно-волновой обсерватории, названной Laser Interferometer Space Antenna (LISA). Первые результаты были опубликованы ещё летом 2016 года, а теперь учёные представили финальный отчёт. Эксперименты, проведённые на орбите, показали, что современные технологии позволяют измерить с достаточной точностью различие в ускорении двух свободно-падающих масс, находящихся на спутнике.

В отличии от действующих наземных гравитационно-волновых детекторов типа LIGO, которые работают на основе лазерных интерферометров, LISA будет детектировать гравитационные волны, измеряя расстояние между двумя телами, находящимися в состоянии свободного падения в двух отдалённых друг от друга спутниках.

Для точных измерений необходимо, чтобы оба тела находились в состоянии практически идеально свободного падения, то есть были изолированы от всех внешних сил за исключением силы гравитации. Команда LPF вложила много сил в то, чтобы снизить влияние внешних сил на находящиеся на спутнике тела. Например, им удалось значительно снизить давление газа, находящегося вокруг тел, а также избавиться от инерциальных сил, вызванных вращением спутника.

В результате чувствительность измерений удалось повысить до уровня, который на три порядка превышает уровень, запланированный изначально для проекта LISA. Это означает, что она сможет зафиксировать гравитационные волны значительно более низкой частоты, чем LIGO или VIRGO. Это важно для получения сигнала от слияния сверхмассивных чёрных дыр, а также, для обнаружения реликтовых гравитационных волн, оставшихся с инфляционной стадии возникновения Вселенной.