Объявление о большом событии в области гравитационных волн ожидается в четверг
Каждая сверхновая, каждое слияние нейтронных звезд или черных дыр, даже быстро вращающиеся одиночные нейтронные звезды должны быть источником гравитационных волн.
Даже быстрое расширение пространства после Большого Взрыва 13,8 миллиардов лет назад должно было породить собственный каскад гравитационных волн.
Подобно камню, брошенному в пруд, эти массовые события должны вызывать рябь, отражающуюся в самой ткани пространства-времени — слабое расширение и сжатие пространства, которые мы могли бы обнаружить как несоответствия в том, что должно быть точно синхронизированными сигналами.
В совокупности эта смесь сигналов образует случайное или «стохастическое» жужжание, известное как фон гравитационных волн, и это, возможно, одно из самых востребованных обнаружений в гравитационно-волновой астрономии.
Теперь обсерватория NANOGrav (североамериканская наногерцовая обсерватория гравитационных волн) планирует сделать важное объявление по поводу гравитационных волн в четверг, 29 июня 2023 года.
Объявление прольет свет на исследования, проведенные International Pulsar Timing Array — глобальным консорциумом детекторов гравитационных волн: североамериканским NANOGrav, европейский Pulsar Timing Array, индийским Pulsar Timing Array Project и австралийской системой синхронизации Parkes Pulsar.
Новый рубеж в освоении космоса
Считается — так же, как открытие космического микроволнового фона до этого — что обнаружение фона гравитационных волн откроет много нового в нашем понимание Вселенной и ее эволюции.
«Обнаружение стохастического фона гравитационного излучения может предоставить огромное количество информации о популяциях астрофизических источников и процессах в очень ранней Вселенной, которые недоступны никакими другими способами», — говорят ученые.
«Например, электромагнитное излучение не дает картины Вселенной раньше момента последнего рассеяния (около 400 000 лет после Большого взрыва). Однако гравитационные волны могут давать нам информацию вплоть до начала инфляции, всего через ~10 -32 секунды после Большого Взрыва».
Чтобы понять важность фона гравитационных волн, нужно вспомнить о другом реликте Большого взрыва: космическом микроволновом фоне, или реликтовом излучении.
Через несколько мгновений после того, как наша Вселенная начала существовать и пространство начало остывать, бурлящая пена, которая была всем, застыла в непрозрачный суп из субатомных частиц в форме ионизированной плазмы.
Любое излучение, которое исходило от него, рассеивалось, не позволяя ему уйти на большое расстояние. Только когда эти субатомные частицы рекомбинировались в атомы, в эпоху, известную как Эпоха Рекомбинации, свет мог свободно перемещаться по прозрачной Вселенной.
Первая вспышка света пронеслась через пространство примерно через 380 000 лет после Большого взрыва, и по мере того, как Вселенная росла в последующие миллиарды лет, этот свет проникал во все уголки. И он все еще вокруг нас сегодня. Это излучение очень слабое, но его можно обнаружить, особенно в микроволновом диапазоне. Это реликтовое излучение, первый свет во Вселенной.
Неравномерности в этом свете, называемые анизотропиями, были вызваны небольшими колебаниями температуры, представленными этим первым светом. Трудно переоценить, насколько феноменальным было его открытие: реликтовое излучение — один из немногих имеющихся у нас зондов состояния ранней Вселенной.
Открытие фона гравитационных волн было бы великолепным повторением этого достижения.
«Мы ожидаем, что обнаружение и анализ фона гравитационных волн произведет революцию в нашем понимании Вселенной, — говорят ученые, — точно так же, как это было впервые сделано при наблюдении космического микроволнового фона и его анизотропии».