Laser vypálený na Mesiac by mohol detegovať gravitačné vlny ranného vesmíru
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 18. 3. 2022
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Tím európskych výskumníkov navrhol, že obežná dráha Mesiaca by sa mohla použiť ako gigantický detektor gravitačných vĺn - vlnenia v samotnej štruktúre časopriestoru. Tieto vlny, oveľa menšie ako tie, ktoré dokážu zachytiť existujúce detektory, by mohli pochádzať z raného vesmíru.
Kozmické udalosti s obrovskými hmotnosťami, ako sú napríklad zrážky medzi čiernymi dierami, môžu uvoľniť toľko energie, že fyzicky narušia časopriestorové kontinuum, čo vedie k vlneniu známemu ako gravitačné vlny. Hoci tento jav prvýkrát predpovedal Albert Einstein pred viac ako sto rokmi, gravitačné vlny boli priamo zistené až v roku 2015.
Na detekciu gravitačných vĺn slúžia zariadenia ako LIGO a Virgo, ktoré vysielajú laserové lúče do 4 kilometrov dlhých tunelov a čakajú. Po redukcii ostatných vplyvov prostredia akákoľvek drobná zmena v tomto laserovom lúči by mala naznačovať, že sa cez neho prehnala gravitačná vlna, ktorá doslova skresľuje realitu. Toto skreslenie môže byť len tisícina šírky protónu, ale tieto citlivé prístroje to dokážu odhaliť.
V priebehu rokov sa uskutočnili desiatky detekcií, ale súčasná technológia dokáže zachytiť signály len v rámci určitých frekvencií. V novej štúdii vedci z UAB a IFAE v Španielsku a univerzity College London navrhli nový spôsob detekcie gravitačných vĺn na oveľa nižších frekvenciách, a to pomocou obežnej dráhy Mesiaca okolo Zeme.
Astronauti z Apolla zanechali na povrchu Mesiaca zrkadlá a observatóriá tu na Zemi k nim nepretržite vysielajú laserové lúče a merajú, ako sa odrážajú späť. To umožňuje vedcom sledovať vzdialenosť Mesiaca od Zeme s presnosťou na 1 centimeter. V istom zmysle je to oveľa väčšia verzia existujúcich detektorov gravitačných vĺn, ale tam, kde lasery LIGO prejdú len 4 km, je priemerná vzdialenosť k Mesiacu 384 400 km.
Presnosť meraní na Mesiaci, dodatočná vzdialenosť a skutočnosť, že Mesiac obieha okolo Zeme 28 dní, to všetko dohromady robí túto metódu mimoriadne citlivou na detekciu gravitačných vĺn v mikrohertzovom pásme. Tieto frekvencie sú mimo možností existujúcich detektorov, ale pre vedcov sú mimoriadne zaujímavé. Hlavnou výhodou nového návrhu je aj to, že vôbec nevyžaduje vybudovanie nového zariadenia - existujúcu techniku možno len opätovne použiť.
Predpokladá sa, že mikrohertzové gravitačné vlny by mohli pochádzať z veľmi raného vesmíru, keď prechádza prechodmi medzi fázami vysokej energie. Detekcia a dekódovanie týchto vĺn by mohli odhaliť obrovské množstvo nových informácií o období histórie vesmíru, ktoré je zložité skúmať.
Výskum bol uverejnený v magazíne Physical Review Letters.
