Budoucí detektor gravitačních vln ve vesmíru by mohl odhalit tajemství vesmíru

Nová studie ukázala, že v budoucnu detekce gravitačních vln z vesmíru umožní identifikaci nových základních polí a potenciálně vrhne nové světlo na nejasné aspekty vesmíru.

Profesor Thomas Sotiriu z Centra pro gravitaci na University of Nottingham a Andrea Maselli, výzkumník z GSSI a INFN, spolu s výzkumníky z SISSA a La Sapienza v Římě prokázali bezprecedentní přesnost, s jakou pozorování gravitačních vln pomocí laserového interferometrového prostoru Anténa (LISA) bude schopna nacházet nová základní pole.

V této nové studii vědci naznačují, že LISA, vesmírný detektor gravitačních vln (GW), který má být vypuštěn Evropskou kosmickou agenturou (ESA) v roce 2037, otevře nové možnosti pro zkoumání vesmíru.

Profesor Thomas Sotiriu, ředitel Nottingham Gravity Centre, vysvětluje: „Nová základní pole, a zejména skaláry, byla navržena v různých scénářích: jako vysvětlení temné hmoty, jako příčiny zrychleného rozpínání vesmíru nebo jako nízkoenergetické projevy konzistentního a úplného popisu gravitace a elementárních částic. Nyní jsme ukázali, že LISA nabízí bezprecedentní detekční schopnosti pro skalární pole, a to otevírá skvělé příležitosti pro testování těchto scénářů.

Zajímavé také:

• Vyšel kompletní katalog gravitačních vln
• Astronomové objevili vzdálenou galaxii pomocí gravitační čočky

Pozorování astrofyzikálních objektů se slabými gravitačními poli a malým zakřivením časoprostoru zatím žádné důkazy o takových polích nepřineslo. Existuje však důvod očekávat, že odchylky od obecné teorie relativity nebo interakce mezi gravitací a novými poli budou patrnější při velkých deformacích. Z tohoto důvodu je detekce gravitačních vln, která otevřela nové okno do režimu silného gravitačního pole, jedinečnou příležitostí k detekci těchto polí.

Vědci vyvinuli nový přístup k modelování signálu a poprvé provedli přísné posouzení schopnosti LISA detekovat existenci skalárních polí spojených s gravitační interakcí. Je pozoruhodné, že tento přístup závisí na teorii, protože nezávisí na původu samotného náboje ani na povaze malého tělesa. Analýza také ukazuje, že takové měření lze porovnat se silnými limity teoretických parametrů označujících odchylky od Obecné teorie relativity nebo Standardního modelu.

LISA se bude věnovat detekci gravitačních vln pomocí astrofyzikálních zdrojů, bude pracovat v konstelaci tří satelitů obíhajících kolem Slunce ve vzdálenosti milionů kilometrů od sebe. LISA bude pozorovat gravitační vlny vyzařované na nízké frekvenci v pásmu nepřístupném pro pozemní interferometry kvůli okolnímu hluku. Spektrum viditelné pro LISA umožní studovat nové rodiny astrofyzikálních zdrojů odlišných od těch, které pozoruje Panna a LIGO, čímž se otevře nové okno do vývoje kompaktních objektů v různých prostředích našeho vesmíru.

Přečtěte si také:

• Koncept laseru, který dopraví kosmickou loď na Mars za 45 dní, byl vytvořen
• Slunce může být neznámým zdrojem vody na Zemi