Гравитационные волны: европейский проект "Телескоп Эйнштейна" достиг важной вехи
Пока до этого еще далеко, но планы европейских физиков по созданию нового огромного детектора гравитационных волн, телескопа Эйнштейна, скоро могут стать реальностью.
Принцип гравитационных волн
В настоящее время в мире существует три основных детектора гравитационных волн: два объекта LIGO в США (в штатах Луизиана и Вашингтон) и VIRGO в Италии. Последние обнаруживают гравитационные волны с помощью лазерной интерферометрии.
Вот как это работает: два очень массивных объекта (например, черные дыры или нейтронные звезды), приближаясь друг к другу в космосе, создают пульсации в ткани пространства-времени. Эти волны будут путешествовать по космосу со скоростью света и в конце концов достигнут нашей планеты. Если это так, то эти волны будут попеременно сжимать и растягивать все, с чем они соприкасаются.
Для обнаружения этих колебаний гравитационно-волновые обсерватории используют лазерный луч. Этот луч проходит через полуотражающее зеркало и разделяется на два. Затем эти два луча отражаются от двух других зеркал, которые направляют их обратно на детектор. В случае прохождения гравитационных волн (другими словами, в случае чередующейся последовательной деформации ткани пространства-времени) эти два луча будут последовательно колебаться и окажутся вне фазы, когда попадут в конечный детектор.
За последние пять лет физики заметили десятки слияний с участием черных дыр или нейтронных звезд. Совсем недавно исследователи также подтвердили два случая смешанных слияний черных дыр и нейтронных звезд.
Эти события были зарегистрированы аппаратами LIGO и VIRGO, которые способны обнаруживать слияния массивных объектов на расстоянии более десяти миллиардов световых лет. Сегодня физики хотели бы иметь возможность регистрировать такие события, происхождение которых еще более отдалено.
Проект телескопа Эйнштейна
Для этого нам нужны большие и более чувствительные детекторы. С этой целью европейские исследователи уже несколько лет работают над созданием новой обсерватории - телескопа Эйнштейна. Представьте себе подземный равносторонний треугольник, в котором размещены шесть V-образных интерферометров (по два в каждом углу) с рукавами длиной десять километров.
Для сравнения, LIGO состоит из двух интерферометров, каждый из которых имеет четырехкилометровые рукава, в то время как европейский детектор VIRGO имеет трехкилометровые рукава.
На данный момент это только проект на бумаге, но он продвигается. Европейский стратегический форум по исследовательским инфраструктурам (ESFRI), который консультирует европейские правительства по приоритетам в области исследований, только что включил обсерваторию стоимостью 1,9 млрд евро в дорожную карту крупных научных проектов, готовых к продвижению. Разработчики надеются, что это решение даст им политическое одобрение, необходимое для воплощения этого невероятного проекта в жизнь.
"Это не обещание о финансировании, но это показывает четкое намерение преследовать эту цель", — сказал Харальд Люк, физик гравитационных волн из Университета Готфрида Вильгельма Лейбница в Ганновере, Германия, и сопредседатель организационного комитета.
В течение следующих трех-четырех лет разработчики телескопа Эйнштейна будут дорабатывать свой проект с целью представления более подробного отчета о техническом проекте. Самое главное, они также начнут процесс расширения международного сотрудничества для поддержки телескопа. В настоящее время в нем участвуют только Бельгия, Италия, Нидерланды, Польша и Испания.
Если все пойдет по плану, физики надеются, что смогут начать строительство обсерватории к середине 2030-х годов.