Відстежуючи слабкі зміни в відстані до місяця, можна реєструвати гравітаційні хвилі в діапазонах, недоступних наземним обсерваторіям.
©NASA
Існуючі детектори гравітаційних хвиль працюють лише в певному діапазоні частот. Це дозволяє реєструвати далеко не всі такі хвилі. Охопити новий діапазон можна за допомогою обсерваторії абсолютно нового типу, «детектором» в якій виступає орбіта Місяця, стежачи за гравітаційними хвилями по слабких коливань відстані до супутника. Про це вчені з Іспанії і Великобританії пишуть в статті, опублікованій в журналі Physical Review Letters.
Гравітаційні хвилі “брижі простору-часу” – передбачаються загальною теорією відносності і були дійсно виявлені в 2015 році. Відтоді астрономи зафіксували десятки подібних подій, пов’язаних з одними з найбільш екстремальних процесів в космосі, такими як злиття чорних дір і нейтронних зірок.
Однак наземним інструментам доступні далеко не всі можливі частоти гравітаційних хвиль — як і лінзи звичайного телескопа не здатні заломлювати, припустимо, рентген. Наприклад, реліктові гравітаційні хвилі, що виникли ще в самому ранньому Всесвіті, повинні мати частоти порядку мікрогерц, які не відповідають діапазонам існуючих детекторів. Зате для таких хвиль підійде інструмент, запропонований Дієго Бласом (Diego Blas) з Автономного університету Барселони і Олександром Дженкінсом (Alexander Jenkins) з Університетського коледжу Лондона.
Варто нагадати, що на поверхні Місяця розміщено кілька ретрорефлекторів — нехитрих дзеркальних пристроїв, які відбивають падаючі на них промені, повертаючи назад до джерела. Направляючи на них лазери з Землі, астрономи відстежують відстань до супутника з великою точністю, майже сантиметровою, притому що вся дистанція до нього перевищує 380 тисяч кілометрів. Вона і дозволяє говорити про можливість використання місяця для реєстрації гравітаційних хвиль. Розрахунки, проведені Бласом і Дженкінсом, показують, що подібний інструмент буде чутливий до хвиль важливого мікрогерцевого діапазону.
За словами вчених, в космосі можна знайти і інші «природні» детектори гравітаційних хвиль різної частоти. Наприклад, з дуже високою точністю (до часток на мільйон) можна стежити за орбітами подвійних систем з пульсаром і по їх слабким коливанням теж реєструвати проходження «брижі простору-часу». Разом з уже працюючими і споруджуваними наземними інструментами, а також з майбутньою космічною обсерваторією LISA такий підхід дозволить охопити практично весь діапазон гравітаційних хвиль, від нано – до сотень герців.