Nākotnes gravitācijas viļņu detektors kosmosā varētu atklāt Visuma noslēpumus

Jauns pētījums ir parādījis, ka nākotnē gravitācijas viļņu noteikšana no kosmosa ļaus identificēt jaunus fundamentālos laukus un, iespējams, parādīs jaunu gaismu neskaidros Visuma aspektos.

Profesors Tomass Sotiriu no Notingemas Universitātes Gravitācijas centra un Andrea Maselli, GSSI un INFN pētnieks, kopā ar pētniekiem no SISSA un La Sapienza no Romas ir pierādījuši nepieredzētu precizitāti, ar kādu gravitācijas viļņi tiek novēroti ar lāzera interferometra telpu. Antena (LISA) spēs atrast jaunus fundamentālos laukus.

Šajā jaunajā pētījumā zinātnieki ierosina, ka LISA, kosmosa gravitācijas viļņu (GW) detektors, kuru Eiropas Kosmosa aģentūra (ESA) paredzēts palaist 2037. gadā, pavērs jaunas iespējas Visuma izpētē.

Profesors Tomass Sotiriu, Notingemas gravitācijas centra direktors, skaidro: "Jauni fundamentālie lauki un jo īpaši skalāri ir ierosināti dažādos scenārijos: kā tumšās matērijas izskaidrojums, kā Visuma paātrinātās izplešanās cēlonis vai kā zemas enerģijas izpausmes konsekventam un pilnīgam gravitācijas un elementārdaļiņu aprakstam. Tagad esam parādījuši, ka LISA piedāvā vēl nepieredzētas noteikšanas iespējas skalārajiem laukiem, un tas paver aizraujošas iespējas šo scenāriju testēšanai.

Interesanti arī:

• Ir publicēts pilns gravitācijas viļņu katalogs
• Astronomi ir atklājuši tālu galaktiku, izmantojot gravitācijas lēcas

Astrofizisku objektu novērojumi ar vājiem gravitācijas laukiem un nelielu telpas-laika izliekumu vēl nav snieguši nekādus pierādījumus par šādiem laukiem. Tomēr ir pamats gaidīt, ka novirzes no vispārējās relativitātes teorijas vai gravitācijas un jauno lauku mijiedarbība būs pamanāmāka pie lieliem izkropļojumiem. Šī iemesla dēļ gravitācijas viļņu noteikšana, kas pavēra jaunu logu spēcīgajā gravitācijas lauka režīmā, ir unikāla iespēja atklāt šos laukus.

Pētnieki izstrādāja jaunu pieeju signāla modelēšanai un pirmo reizi veica stingru novērtējumu par LISA spēju noteikt ar gravitācijas mijiedarbību saistīto skalāro lauku esamību. Jāatzīmē, ka šī pieeja ir atkarīga no teorijas, jo tā nav atkarīga ne no paša lādiņa izcelsmes, ne no mazā ķermeņa rakstura. Analīze arī parāda, ka šādu mērījumu var salīdzināt ar stingriem teorētisko parametru ierobežojumiem, kas iezīmē novirzes no vispārējās relativitātes teorijas vai standarta modeļa.

LISA būs veltīta gravitācijas viļņu noteikšanai, izmantojot astrofiziskus avotus, darbosies trīs satelītu zvaigznājā, kas riņķo ap Sauli miljoniem kilometru attālumā viens no otra. LISA novēros gravitācijas viļņus, kas izstaro zemu frekvenci joslā, kas nav pieejama uz zemes izvietotiem interferometriem apkārtējā trokšņa dēļ. LISA redzamais spektrs ļaus izpētīt jaunas astrofizisko avotu ģimenes, kas atšķiras no Jaunavas un LIGO novērotajām, paverot jaunu logu kompakto objektu evolūcijai dažādās mūsu Visuma vidēs.

Lasi arī:

• Ir radīta koncepcija par lāzeru, kas 45 dienu laikā nogādās kosmosa kuģi uz Marsu
• Saule var būt nezināms Zemes ūdens avots