Теория относительности может треснуть: что покажет детектор в космосе

Что, если фундаментальные законы Вселенной устроены совсем не так, как мы думаем? Новый колоссальный проект ESA — гравитационный детектор LISA — обещает либо укрепить позиции Общей теории относительности Эйнштейна, либо, возможно, впервые её поколебать.

Гравитационные волны в космосе

LISA (Laser Interferometer Space Antenna) — это не просто антенна, а целая система из трёх космических аппаратов, расположенных в форме равностороннего треугольника. Расстояние между ними — 2,5 миллиона километров. Они будут "общаться" друг с другом с помощью лазеров, а любые крошечные изменения фаз лазерных лучей позволят фиксировать проходящие гравитационные волны.

Такая структура позволяет LISA не только "слышать" волны, но и точно определять, откуда они исходят. Причём её точность выше, чем у земных детекторов LIGO и Virgo, которые ограничены шумами от сейсмической активности и деятельности человека.

Где не справляется Земля, поможет космос

Главная цель LISA — ловить гравитационные волны в миллигерцевом диапазоне. Эти сигналы неуловимы для наземных детекторов, но в космосе — вне досягаемости шумов — это становится возможным.

Среди главных источников таких волн — экстремальные системы EMRI (Extreme Mass-Ratio Inspirals): компактный объект вроде нейтронной звезды или небольшой чёрной дыры вращается вокруг сверхмассивной чёрной дыры.

Взгляд за пределы Эйнштейна

Некоторые теории предсказывают, что помимо тензорных гравитационных волн, которые описывает Эйнштейн, могут существовать и скалярные — проще говоря, такие, которые в каждой точке описываются одним числом.

Ранее их существование не удавалось доказать. Однако исследователи теперь уверены: LISA даст человечеству возможность заглянуть в эту область с беспрецедентной точностью.

"Один процент" — это уже революция

Профессор Томас Сотириу из Ноттингемского центра гравитационных исследований утверждает:

"Теперь мы показали, что LISA предложит беспрецедентные возможности в обнаружении скалярных полей".

Команда исследователей смоделировала, как выглядит сигнал от тела звездной массы, вращающегося вокруг чёрной дыры, и впервые оценила возможности LISA по обнаружению скалярных волн.

Выяснилось: система способна определить наличие скалярного заряда с точностью до одного процента — вне зависимости от природы поля или внутреннего устройства объекта.

Это означает, что LISA сможет выполнять не только наблюдательные, но и теоретические задачи, позволяя заглянуть в основы гравитации и, возможно, открыть что-то, что перевернёт современную физику.

Уточнения

Гравитацио́нные во́лны - изменения гравитационного поля, распространяющиеся подобно волнам. Излучаются движущимися массами, но после излучения отрываются от них и существуют независимо от этих масс.