Гравитационные волны могли бы рассказать нам о первых минутах существования Вселенной
Астрономы регулярно исследуют Вселенную, используя различные длины волн электромагнитного спектра. Однако существует проблема с изучением Вселенной этим способом: мы можем видеть свет только из того времени, когда Вселенной было всего 380 000 лет. Альтернативный подход заключается в использовании гравитационных волн, которые, как считается, присутствовали в ранней Вселенной и могут позволить нам исследовать прошлое еще глубже.
Концепция гравитационных волн на самом деле довольно проста. Представьте ткань пространства в виде огромного моря. Движение любого объекта внутри него вызовет рябь, которая будет распространяться по воде. Морской туман ограничивает видимость, но рябь все равно может распространяться. Гравитационные волны подобны ряби в пространстве, вызванной движением объектов.
Обсерватория LIGO-Virgo обнаружила гравитационные волны 15 сентября 2015 года в результате слияния двух черных дыр с массой 29 и 36 масс Солнца на расстоянии 1,3 миллиарда световых лет. С тех пор было зарегистрировано более 100 обнаружений, так что гравитационные волны, безусловно, реальны.
Ришав Рошан и Грэм Уайт из Университета Саутгемптона полагают, что могут исследовать самые ранние моменты существования Вселенной, используя гравитационные волны. На ранних этапах формирования Вселенной пространство было непрозрачным, потому что Вселенная была полна ионизированного газа, и электромагнитное излучение не могло проникнуть внутрь. Именно этот барьер, как верят Рошан и Уайт, они смогут преодолеть.
В своей статье, размещенной на сервере препринтов arXiv, они обсуждают три основные стратегии обнаружения гравитационных волн: пульсарные временные решетки, астрометрию и интерферометрию. Методы схожи, и все они основаны на гравитационных волнах, нарушающих пространство между элементами системы. В случае интерферометрии возмущение пространства между оптическими элементами системы выявляет гравитационные волны; в массивах пульсаров изменение времени импульсов от известных систем пульсаров выдает присутствие волн, а с помощью астрометрической техники крошечные изменения угловой скорости целевого объекта позволяют также определить наличие гравитационных волн.
С момента своего открытия гравитационные волны предоставили бесценную информацию о событиях в отдаленных уголках Вселенной. Теперь, похоже, их также можно использовать для раскрытия некоторых тайн не только в пространстве, но и во времени.
