Logo

Детектор гравитационных волн LISA

Детектор гравитационных волн LISA – это космическая антенна для ловли сверх­тон­ких гра­ви­та­ци­он­ных волн, рас­по­ло­жен­ная на трёх отдельных космических станциях, которые планируется запустить в космос в начале 2030-х годов [1]. Гра­ви­та­ци­он­ные волны были предсказаны Общей теорией от­но­си­тель­нос­ти Эйнштейна в далёком 1916 году [2], но получить материальное подт­вер­жде­ние су­щест­во­ва­ния гра­ви­та­ци­он­ных волн удалось совсем недавно. Сделать это удалось 14 сентября 2015 года, с помощью детектора LIGO [3]. И за это за­ме­ча­тель­ное открытие американцы Барри Бэриш, Райнер Вайсс и Кип Торн в 2017 году получили Нобелевскую премию [4].

ДЕТЕКТОР LISA

Тем не менее, чувствительность наземных гра­ви­та­ци­он­но-вол­но­вых телескопов недостаточна. Надо лететь в космос! Детектор гра­ви­та­ци­он­ных волн LISA позволит фиксировать их с гораздо большей чувст­ви­тель­нос­тью. Причём не только за счёт отсутствия помех в виде атмосферы, но и за счёт своих гигантских размеров. Как уже говорилось выше, детектор LISA будет располагаться на трёх космических станциях. Они будут образовывать правильный треугольник, вершины которого будут соединены лазером. Таким образом, детектор гра­ви­та­ци­он­ных волн LISA будет представлять собой огромный лазерный интерферометр Майкельсона [5]. Каждая станция будет отдалена одна от другой на 2,5 млн км [6]. Другими словами, технически, этот гра­ви­та­ци­он­но-вол­но­вой телескоп будет больше Земли.

23 февраля 2018 года была опубликована работа физиков-теоретиков из Германии, Португалии и Италии, в которой они предложили метод изучения свойств компактных объектов по гра­ви­та­ци­он­ным волнам [7]. Известными компактными объектами в астрофизике являются нейтронные звёзды, белые карлики и чёрные дыры [8], [9]. Появляются компактные объекты в результате сжатия массы звезды под воздействием гравитации [10]. Это называется гра­ви­та­ци­он­ным коллапсом. Со­от­вет­ст­вен­но, в зависимости от свойств звёздной системы и массы самой звезды, может образоваться тот или иной компактный объект. Но астрофизики и так умеют отличать компактные объекты друг от друга, причём здесь LISA?

Детектор гравитационных волн LISA

Классические чёрные дыры, наверное, знакомы в общих чертах каждому. Во всяком случае, самой известной моделью чёрной дыры является модель Шварцшильда [11]. Это в ней существует син­гу­ляр­ность и горизонт событий, вместо которых в фильме «Interstellar» почему-то был книжный шкаф, но есть модели чёрных дыр с более сложной топологией, так называемой не­три­ви­аль­ной топологией. В общем, модель Шварцшильда не единственная, хотя и самая популярная. Но популярная не значит верная! Тем более что физики-теоретики настолько скучные люди, что им это не безразлично. Поэтому выдвигаются ма­те­ма­ти­чес­ки обоснованные модели чёрных дыр без горизонта событий. Они называются эк­зо­ти­чес­ки­ми компактными объектами [12].

ДЕТЕКТОР ГРАВИТАЦИОННЫХ ВОЛН LISA

Так вот, возвращаясь к физикам-теоретикам из Германии, Португалии и Италии. Они предложили способ определения наличия горизонта событий у компактного объекта по гра­ви­та­ци­он­ным волнам [7]. И в этой работе они обсуждают возможность ис­поль­зо­ва­ния детектора гра­ви­та­ци­он­ных волн LISA с этой целью. Он является подходящим инструментом, поскольку будет способен ре­ги­ст­ри­ро­вать от 1 до 10 всплесков гра­ви­та­ци­он­ных волн в год, что, при пред­по­ла­гае­мой длительности миссии в 5 лет, даёт хорошие шансы на возможность подтвердить су­щест­во­ва­ние экзотических компактных объектов, или опровергнуть его с высокой долей вероятности. В тоже время следует понимать, что экзотические компактные объекты могут существовать не только вместо чёрных дыр [13], а просто быть ещё одним компактным объектом.

Источники

[1] lisa.nasa.gov

[2] sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S057790731630572X

[3] nature.com/news/has-giant-ligo-experiment-seen-gravitational-waves-1.18449

[4] nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2017/press.html

[5] lisa.nasa.gov/archive2011/

[6] sci.esa.int/lisa/

[7] journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.081101

[8] sciencedirect.com/science/article/pii/S0375960112001223

[9] sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269317303398

[10] sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269316306293

[11] sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269317309401

[12] sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269317308341

[13] journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.96.124021

[свернуть]
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд
Загрузка...

avatar
  Подпишись!  
Уведомлять
Вставить формулу как
Блок
Строка
Дополнительные настройки
Цвет формулы
Цвет текста
#333333
Используйте LaTeX для набора формулы
Предпросмотр
\({}\)
Формула не набрана
Вставить