16 август 2022
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Орбитата на Луната може да се използва като мощен нов детектор за гравитационни вълни

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 21 март 2022 в 00:01 86300

Изследователи от Испания и Великобритания предлагат да се използват вариациите в разстоянието между Земята и Луната, които могат да бъдат измерени с точност по-малка от сантиметър, като нов детектор на гравитационни вълни в честотен диапазон, който сегашните устройства не може да открие.

Изследването, което може да проправи пътя за откриване на сигнали от ранната Вселена, е публикувано наскоро в Physical Review Letters.

Известно е, че гравитационните вълни са трудни за откриване. Въпреки че съвременната оптична астрономия съществува от векове, астрономията, която използва гравитационните вълни, съществува от няколко години, след 2015 г., когато са регистрирани за първи път.

Дори сега способността ни да откриваме гравитационни вълни е ограничена. Обсерватории като LIGO и Virgo могат да откриват само мощни събития като сливането на звездни черни дупки или неутронни звезди. И могат да откриват само вълни в тесен диапазон от честоти от десетки херца до няколкостотин херца. Много гравитационни вълни се произвеждат на много по-ниски честоти, но в момента не можем да ги наблюдаваме. Все едно, че през телескопа се вижда нощното небе само в няколко нюанса на лилаво.

Естествено, астрономите биха искали да наблюдават по-широк спектър от гравитационни „цветове“ и предлагат няколко метода за това. Базираните в космоса телескопи за гравитационни вълни като предложената обсерватория LISA трябва да могат да откриват милихерцови вълни, например. Има и проекти, които се опитват да открият изключително бавни нанохерцови гравитационни вълни като NANOGrav, който да изучава радиосигнали от бързо въртящи се пулсари. И двата честотни диапазона могат да кажат много за Вселената.

Но това, което липсва, е способността да се откриват микрохерцови честоти. Това са гравитационни вълни, на които ще са нужни няколко седмици, за да направят пълна осцилация. Това е диапазон, който може да се окаже решаващ за нашето разбиране за Големия взрив.

Според Стандартния модел на космологията, в ранните моменти на Големия взрив, Вселената преживява кратък момент на свръхбързо разширяване, известен като ранна космическа инфлация.

Теорията на инфлацията е необходима за решаване на няколко от проблемите с Големия взрив, но не е доказана.

Микрохерцовите гравитационни вълни могат да бъдат решението. Според теорията ранната космическа инфлация би трябвало да създаде микрохерцови гравитационни вълни в космоса. Все още във Вселената би трябвало да се носи звукът от този период като затихващо ехо на камбана. Сега екип астрофизици смята, че знае как могат да бъдат открити микрохерцови вълни.

Гравитационните вълни могат да изместят орбитата на Луната. Кредит: D. Blas и AC Jenkins

Ако наистина има гравитационни вълни от ранната инфлация, тогава всичко ше се сблъсква в тях. Звезди, астероиди, дори Земята и Луната. И в това се крие ключът. Тъй като тези гравитационни вълни преминават през системата Земя-Луна, те трябва да изместят много леко орбитата на Луната. Този ефект би бил най-силен при честота, равна на орбиталния период на Луната, който е около 28 дни. Точно в микрохерцовия честотен диапазон.

Уловката е, че трябва да може да се проследява позицията на Луната с изключителна прецизност. Но това вече е възможно. Благодарение на мисиите на Аполо има рефлектори, поставени на Луната и като се осветяват с лазери, може да се измери позицията на Луната с точност до един сантиметър.

Екипът предлага да се направят серия от измервания във времето, за да се потърсят конкретно отмествания от гравитационните вълни. Те също така предлагат проект, подобен на NANOGrav. Пулсарите, обикалящи около спътник с период от няколко седмици, също биха били чувствителни към микрохерцовите гравитационни вълни и измерването на сигналите от тези двойни пулсари може да открие микрохерцови вълни.

В момента това е само идея, но е добра. И повечето от инструментите, от които се нуждаем, вече съществуват. Може би в близко бъдеще внимателният поглед към Луната би могъл да ни позволи да разрешим една от най-големите загадки в космологията.

Справка: Blas, Diego, and Alexander C. Jenkins. “Bridging the microHz Gap in the Gravitational-Wave Landscape with Binary Resonances.” Physical Review Letters 128.10 (2022): 101103.

Източник: Astronomers Could Detect Gravitational Waves by Tracking the Moon's Orbit Around the Earth, Brian Koberlein, Universe Today


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.