Поставянето на гравитационен детектор на вълната на Луната може да намери нова физика

Това е сложен бизнес за откриване на гравитационни вълни – тези вълни в самата тъкан на космическото време често са заглушени от фоновите вибрации от земетресения, трафик и друга човешка дейност. Сега двойка астрофизици предложи ново място, което би било далеч по-тихо – Луната.

Гравитационните вълни се произвеждат от някои от най-енергийните събития във Вселената, като сблъсъци между черни дупки и неутронни звезди. Но тези катаклизми се случват на стотици милиони светлинни години, така че докато вълните се изплакат над Земята, те изкривяват реалността с малки количества – едва една хилядна от ширината на протон.

Откриването им изисква изключително чувствителни инструменти, като LIGO и Дева. Тези съоръжения излъчват лазери по тунели с дължина 4 км (2,5 мили), отблъскват ги от огледалата и измерват как светлината се отразява на сензорите. Когато минава гравитационна вълна, този лазерен лъч се разклаща леко и учените могат да научат изненадващо количество информация от това.

Проблемът е, че Земята е оживено място. Дори когато тези съоръжения са разположени дълбоко под земята, те все още са податливи на шум и вибрации от заобикалящата ги среда. Това вълнение в действителност ли е, или просто камион, минаващ над главите?

Двойка астрофизици са обосновали съоръжение с гравитационни вълни на Луната. Каран Джани от университета Вандербилт и Ави Льоб от Харвард казват, че лунната повърхност естествено има няколко полезни свойства, които е трудно да се възпроизведат тук на Земята.

Наречено “Лунната обсерватория за космология с гравитационни вълни” (GLOC), съоръжението ще се радва на почти пълна липса на намеса от околната среда. За начало все още няма човешка дейност и дори когато бъдещите мисии с екипаж се увеличават, все още ще има достатъчно място за създаване на място далеч от суматохата.

Има и много по-малко естествени смущения. Лунните трусове са далеч по-слаби и по-редки от земните им колеги и отвореността за вакуума на космоса означава, че експериментите няма да се налага да се правят във вакуумна тръба, както правят тук.

Важно е, че тези фактори означават, че GLOC може да бъде много по-чувствителен от всеки детектор, свързан със Земята. Изследователите казват, че подобно лунно съоръжение може потенциално да улавя гравитационни вълни в рамките на 70 процента от наблюдаваната Вселена и да открива честоти в диапазон, който е почти невъзможно за съоръженията на Земята да чуят. Не може да се каже какви космически странности биха могли да разкрият.

„Луната предлага идеален фон за обсерваторията на гравитационните вълни, тъй като в нея липсва атмосфера и забележим сеизмичен шум, който трябва да смекчим с големи разходи за лазерните интерферометри на Земята“, казва Льоб. „Лунната обсерватория би осигурила безпрецедентна чувствителност за откриване на източници, които не очакваме и които биха могли да ни информират за нова физика. GLOC може да бъде бижуто в короната на науката на повърхността на Луната. “

Разбира се, има допълнително предизвикателство да се доставят на Луната строителни материали и научни инструменти, но напоследък отново се фокусира върху мисии като тази. Например програмата на Артемида на НАСА планира да върне хората на Луната през 2024 г. и да установи постоянно присъствие там. GLOC или нещо подобно може да бъде ценно съоръжение за създаване, щом стигнем там.

Изследването е публикувано в Списание за космология и физика на астрочастиците. Екипът обсъжда предложението във видеото по-долу.

Астрофизикът Вандербилт очертава плановете за първата обсерватория на гравитационните вълни на Луната

Източник: Университет Вандербилт

.

Публикациите се превеждат автоматично с google translate