За счет фиксации незначительных колебаний в удалении Луны от Земли, удается обнаруживать гравитационные волны, которые не фиксируются наземными обсерваториями.
Действующие детекторы гравитационных волн способны функционировать только в пределах конкретного диапазона частот. В результате, не все такие волны могут быть зарегистрированы. Для охвата новых частот необходима обсерватория принципиально иного типа, где роль «детектора» выполняет орбита Луны, отслеживающая гравитационные волны по незначительным изменениям расстояния до спутника. Об этом ученые из Испании и Великобритании сообщают в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.
Гравитационные волны — «рябь пространства-времени», предсказанная Общей теорией относительности, была впервые обнаружена в 2015 году. С тех пор астрономы зарегистрировали множество подобных явлений, которые связаны с одними из самых экстремальных процессов, происходящих во Вселенной, например, слиянием черных дыр и нейтронных звезд.
Наземные приборы не охватывают весь спектр возможных частот гравитационных волн, подобно тому, как обычные телескопы не могут преломлять, скажем, рентгеновское излучение. К примеру, реликтовые гравитационные волны, появившиеся в ранней Вселенной, должны обладать частотами порядка микрогерц, что выходит за рамки возможностей существующих детекторов. Однако для регистрации таких волн подходит инструмент, разработанный Диего Бласом из Автономного университета Барселоны и Александром Дженкинсом из Университетского колледжа Лондона.
Стоит напомнить, что на поверхности Луны размещено несколько ретрорефлекторов — нехитрых зеркальных устройств, которые отражают падающие на них лучи, возвращая назад к источнику. Направляя на них лазеры с Земли, астрономы отслеживают расстояние до спутника с большой точностью, почти сантиметровой, притом что вся дистанция до него превышает 380 тысяч километров. Она и позволяет говорить о возможности использования Луны для регистрации гравитационных волн. Расчеты, проведенные Бласом и Дженкинсом, показывают, что подобный инструмент будет чувствителен к волнам важного микрогерцевого диапазона.
По словам ученых, в космосе можно найти и другие «природные» детекторы гравитационных волн разной частоты. Например, с очень высокой точностью (до долей на миллион) можно следить за орбитами двойных систем с пульсаром и по их слабым колебаниям тоже регистрировать прохождения «ряби пространства-времени». Вместе с уже работающими и строящимися наземными инструментами, а также с будущей космической обсерваторией LISA такой подход позволит охватить практически весь диапазон гравитационных волн, от нано- до сотен герц.