Больше и лучше пространство

Изображения для загрузки на веб-сайте офиса новостей MIT предоставляются некоммерческим организациям, прессе и широкой публике в соответствии с некоммерческой лицензией Creative Commons «С указанием авторства». Вы не можете изменять предоставленные изображения, кроме как обрезать их до нужного размера. При воспроизведении изображений необходимо использовать кредитную линию; если оно не указано ниже, укажите авторство изображений в «MIT».

Предыдущее изображение Следующее изображение

Поиски сотрясающих пространство ряби во Вселенной только что получили большой импульс. Усилия Массачусетского технологического института по созданию более крупного и лучшего детектора гравитационных волн получат в течение следующих трех лет от Национального научного фонда 9 миллионов долларов. Финансовые вливания пойдут на этап проектирования Cosmic Explorer — гравитационно-волновой обсерватории следующего поколения, которая, как ожидается, будет улавливать колебания пространства-времени еще в ранней Вселенной. Для этого планируется, что детекторы обсерватории будут охватывать территорию небольшого города.

Концептуальный дизайн обсерватории аналогичен детекторам LIGO — Лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории, которой управляют Массачусетский технологический институт и Калифорнийский технологический институт. LIGO «прислушивается» к гравитационным волнам, измеряя время действия двух лазеров, которые перемещаются из одной точки в два отдельных туннеля и обратно. Любая разница во времени их прихода может быть сигналом о том, что гравитационная волна прошла через Г-образный детектор. LIGO включает в себя два сдвоенных детектора, расположенных в разных местах США. Аналогичный набор детекторов Virgo работает в Италии, а третий, KAGRA, в Японии.

Вместе эта существующая сеть детекторов улавливает пульсации от источников гравитационных волн, таких как слияние черных дыр и нейтронных звезд, каждые несколько дней. Ученые полагают, что Cosmic Explorer должен увеличивать эту скорость до уровня сигнала каждые несколько минут. Наука, основанная на этих открытиях, может дать ответы на некоторые из самых важных вопросов космологии.

MIT News связались с исполнительным директором Cosmic Explorer Мэтью Эвансом, профессором физики Массачусетского технологического института, и соруководителем исследователя Сальваторе Витале, доцентом физики Массачусетского технологического института, о том, что они надеются услышать о древней Вселенной.

Вопрос:Расскажите нам об общей идее Cosmic Explorer — что сделает его детектором гравитационных волн «следующего поколения»?

Эванс: Cosmic Explorer — это в каком-то смысле гигантский LIGO. Длина каждого плеча детекторов LIGO составляет четыре километра, а сторона Cosmic Explorer будет иметь длину 40 километров, то есть в 10 раз больше. А сигнал, который мы получаем от гравитационной волны, по существу пропорционален размеру нашего детектора, и именно поэтому эти штуки такие большие.

Чем больше, тем лучше, до определенного момента. В какой-то момент вы сопоставили длину детектора с длиной волны приходящих гравитационных волн. И затем, если вы продолжите расширять его, отдача от научных результатов действительно уменьшится. Также трудно найти площадки для строительства такого большого детектора. Когда вы становитесь слишком большим, кривизна Земли начинает становиться проблемой, потому что лазерный луч детектора должен двигаться по прямой линии, а это менее возможно, когда детектор настолько велик, что ему приходится изгибаться вместе с Землей.

Что касается поиска возможных мест, то, к счастью, сейчас, в отличие от 1980-х годов, когда сайты искали для LIGO, существует много общедоступных данных, доступных в цифровом виде. Итак, у нас уже есть первые версии алгоритмического поиска, которые могут искать в США потенциальные сайты-кандидаты. Мы ищем места, которые являются вроде бы плоскими, но в то же время немного чашеобразными по высоте, потому что это позволит избежать раскопок. И мы ищем места, которые не находятся в центре городов, озер или в горах, и не слишком далеко от населенных регионов, чтобы мы могли себе представить, как туда и обратно доставляют ученых. Наш первый обход показывает, что есть несколько потенциальных кандидатов, особенно в западной половине США.