Gravitācijas viļņu astronomija ļoti atšķiras no elektromagnētiskās gaismas astronomijas. Lai gan gravitācijas viļņi ir vāji un grūti pamanāmi, tie arī iziet cauri matērijai ar nelielu ietekmi. Būtībā materiālais Visums ir caurspīdīgs gravitācijas viļņiem. Tas padara gravitācijas viļņu astronomiju par spēcīgu instrumentu Visuma pētījumos. Bet tas joprojām ir sākuma stadijā, un ir daudz ko uzzināt par to, kā darbojas gravitācijas viļņi.
Gravitācijas lēcas. Avots: Caltech
Ņemiet, piemēram, gravitācijas lēcas. Tas notiek, ja gaisma no attāla objekta, piemēram, kvazāra, tiek nedaudz novirzīta, kad tā iet garām galaktikai vai citam masīvam objektam. Galaktikas masas radītais gravitācijas izliekums darbojas kā lēca, kas var fokusēt kvazāra gaismu un radīt vairākus kvazāra attēlus. Šis efekts rodas tāpēc, ka gaisma pārvietojas telpā un laikā, tāpēc, kad telpas laiks ir deformēts, mainās arī gaismas ceļš.
Bet gravitācijas viļņi ir atšķirīgi. Gravitācijas viļņi, nevis fotoni, kas ceļo pa telpu, ir telpas laika viļņi telpā. Tātad, vai tās var novirzīt vai lēcas līdzīgi gaismai? Einšteina relativitātes teorija paredz, ka tie var būt. Telpas deformācija maina gravitācijas viļņu izplatīšanās veidu, tāpēc tie arī tiek novirzīti. Šis efekts nekad nav novērots, taču jauns pētījums ir apkopojis LIGO un Virgo datus, meklējot to.
Animēta gravitācijas viļņa ilustrācija. Kredīts: ESA–C.Carreau
Komanda meklēja vairākus gravitācijas lēcu efektus uz LIGO un Virgo atklātajiem melno caurumu saplūšanas signāliem, piemēram, identiskas apvienošanās, kas nāk no nedaudz atšķirīgiem avotiem, vai gravitācijas viļņu traucējumu modeli, ko izraisītu divi saplūšanas attēli, kas sasniedz Zemi. nedaudz atšķirīgos laikos.
Jaunākajā datu pārbaudē, kas satur 36 apvienošanās notikumus, komanda neatrada pierādījumus par gravitācijas viļņiem. Tas nav pārāk pārsteidzoši, ņemot vērā izlases lielumu. Taču komanda ir parādījusi, ka tas ir iespējams, ņemot vērā pašreizējās tehnoloģijas. Tā kā tiek būvētas jaunas gravitācijas viļņu observatorijas, piemēram, LISA, tiks vai nu atklāti objektīvi gravitācijas viļņi, vai arī mums būs atkārtoti jāpārbauda Einšteina teorija.
Šāda veida pētījumiem ir milzīgs potenciāls uzlabot mūsu izpratni par Visumu. Pašlaik gaismas gravitācijas lēca ļauj mums redzēt attālākus objektus, nekā mēs to darītu citādi, un ļauj mums izmērīt tādus kosmoloģijas aspektus kā Visuma paplašināšanās. Bet gaismu var aizēnot vai aptumšot izkliedētā gāze un putekļi starp galaktikām. Gravitācijas viļņi šādā veidā nav ierobežoti, tāpēc gravitācijas lēcas varētu ļaut mums veikt precīzus kosmoloģijas mērījumus. Tas varētu arī pārbaudīt Einšteina teoriju jaunos un smalkos veidos. Vispārējā relativitāte līdz šim ir izturējusi visus pārbaudījumus, taču jauna un interesanta fizika varētu gaidīt atklāšanu.
Atsauce:Abbott, R., et al. ' Meklējiet lēcu parakstus gravitācijas viļņu novērojumos LIGO-Virgo trešā novērošanas cikla pirmajā pusē .'arXiv preprintarXiv: 2105.06384 (2021).
