Китай приблизился к созданию собственной космической гравитационно-волновой обсерватории
Китайские учёные успешно испытали оптическое ядро будущей космической гравитационно-волновой обсерватории «Тайцзи» (Taiji). Проект предусматривает создание в космосе гравитационно-волнового интерферометра с длиной плеча 3 млн км. Три спутника в вершинах равностороннего треугольника будут поддерживать лазерную связь друг с другом, улавливая гравитационные волны низкой частоты, что позволит узнать о Вселенной намного больше.
Проект европейского гравитационно-волнового интерферометра LISA. Источник изображения: ESA
Речь идёт об испытании элементов высокочувствительного лазерного интерферометра, способного фиксировать едва заметные колебания пространства-времени — гравитационные волны, возникающие при сближении и слиянии чёрных дыр, нейтронных звёзд и других массивных космических объектов. По данным китайских исследователей, все параметры испытаний соответствовали строгим требованиям миссии, что означает переход проекта от теоретической стадии к созданию реального оборудования.
Между аппаратами в космосе, на орбите вокруг Солнца, будут передаваться лазерные лучи, а любые расхождения в расстоянии между ними будут указывать на прохождение гравитационной волны. Такая схема копирует европейский проект LISA, но китайская система разрабатывается как самостоятельная национальная программа. Благодаря столь огромной базе измерения «Тайцзи» сможет регистрировать низкочастотные гравитационные волны, недоступные современным наземным гравитационно-волновым обсерваториям LIGO (США), Virgo (ЕС) и KAGRA (Япония), которые из-за коротких отрезков измерения регистрируют только высокочастотные гравитационные волны.
Оптическое ядро отвечает за сверхточное измерение расстояний с точностью до пикометров — триллионных долей метра. Для этого применяются сверхстабильные лазеры, зеркальные системы с минимальными вибрациями и технологии активной компенсации внешних возмущений. Разработка подобных систем требует исключительной инженерной точности, ведь даже тепловое расширение материалов или микроскопическое давление солнечного света способны исказить результаты. Успешные испытания показывают, что китайские инженеры из Института механики Хуайжоу в Пекине (Institute of Mechanics at the Chinese Academy of Sciences) приблизились к созданию полноценной космической платформы для регистрации гравитационных волн.
Научная ценность проекта огромна. После запуска, ориентировочно намеченного на первую половину 2030-х годов, система сможет исследовать процессы слияния сверхмассивных чёрных дыр, изучать ранние этапы эволюции Вселенной и, возможно, обнаружит следы первичных гравитационных волн, возникших вскоре после Большого взрыва. Эти данные помогут лучше понять природу гравитации, проверить предсказания общей теории относительности Эйнштейна и приблизиться к созданию единой теории, объединяющей квантовую механику и гравитацию. Таким образом, успешное испытание оптического ядра — важный этап на пути к новому способу изучения Вселенной.
© 3DNews
