Команда физиков и астрономов Северо-Западного университета
готова вести гравитационно-волновую астрономию к ее эволюции. Фонд В.М. Кека
выделил 1 млн. долл. США, которые будут использованы для разработки прототипа
нового типа гравитационно-волнового детектора, достаточно малого, чтобы
поместиться на столешнице и достаточно мощного для обнаружения космических
событий, которые невозможно обнаружить с помощью существующего астрономического
оборудования.
«Это начало следующего этапа гравитационно-волновой и
многовекторной астрономии», — сказал главный исследователь проекта Эндрю
Джерачи. «Этот настольный сенсор сможет наблюдать события, которых мы
никогда раньше не видели, расширяя наше понимание пространства и
Вселенной.»
Левитирующий детектор датчика расширит спектр обнаруживаемых
гравитационных волн до более высоких частот, возможно, откроет окно для типов
событий, связанных с загадочной темной материей во Вселенной. Он дополнит
исследования, проводимые в ЛИГО и обсерватории «Дева», которые
занимают несколько акров земли в Соединенных Штатах и Италии, путем наблюдения
за более мелкими космическими явлениями. Они производят волны на частоте, которую
ЛИГО и «Дева» обнаружить не могут.
«Собаки способны слышать звуковые частоты, которые
человеческое ухо не может воспринимать. Аналогичным образом, поднятые датчики
будут улавливать частоты, которые ЛИГО и Дева не могут обнаружить», —
сказал Калогера, который также является заслуженным профессором физики и
астрономии Университета Даниила И. Линцера и одним из ведущих астрофизиков в
области научного сотрудничества ЛИГО (LIGO Scientific Collaboration, LSC).
Северо-западные ученые в течение двух лет будут строить и
испытывать прототип датчика, состоящий из двух рукавов в форме буквы L, каждая
длиной около одного метра. Затем спутник будет работать в течение одного года,
результаты его работы будут представлены международному сообществу,
занимающемуся гравитационными волнами и астрономией.
Снабжаемые датчики будут способны обнаруживать космические
явления, которые производят гравитационные волны с частотой более 10 кГц.
Считается, что волны являются результатом небольших космических событий с
участием черных дыр, сходных по массе с Солнцем Земли, и первозданных черных
дыр, образовавшихся в самые ранние дни Вселенной. Астрофизики выдвигают теории,
но до сих пор не могут доказать, что эти события являются причиной создания
темной материи. Другие темные вещества-кандидаты, такие как аксионы,
гипотетические частицы, которые, как предполагается, являются компонентом
холодной темной материи, также могут быть найдены с помощью устройства.
Разработка данного настольного детектора совпадает с
разработкой третьего типа детектора на противоположном конце частотного
спектра. Европейское космическое агентство планирует запустить в начале 2030-х
годов космический гравитационно-волновой детектор LISA протяженностью в десятки
миллионов миль.
«Подобно тому, как электромагнитная астрономия имеет
телескопы и детекторы гамма-излучения и многое другое, гравитационно-волновое
сообщество сейчас разрабатывает инструменты, необходимые для обнаружения
событий на всех участках спектра», — сказал Шейн Ларсон, соисследователь
проекта. «LISA обнаружит крупные события; LIGO и Virgo обнаружат средние
события; и LSD обнаружит наименьшее космическое событие.»
