«Тайцзи-2»: в Китае заявили о прорыве в обнаружении гравитационных волн
Китайская исследовательская группа совершила ключевой прорыв в подготовке космической миссии по обнаружению гравитационных волн. Речь идёт о программе «Тайцзи».
Учёные из института механики Китайской академии наук разработали и комплекс наземных испытаний полнофункционального интерферометрического оптического стола. Это фактически «сердце» будущего космического интерферометра. Результаты работы уже опубликованы в международном научном журнале Research.
Разработанный оптический стол способен подавлять помехи от температурных колебаний. Его точность в ходе измерений достигла пикометрового уровня (одна триллионная доля метра), что позволяет фиксировать изменения, эквивалентные одной десятитысячной диаметра человеческого волоса. По итогам испытаний шум оборудования был значительно снижен, а стабильность измерений возросла в десять раз. Ключевые параметры полностью соответствуют строгим требованиям будущей миссии «Тайцзи-2».
Научный сотрудник указанного института Луо Цзижень:
Эта работа стала важной вехой в переходе интерферометрической системы от прототипа к инженерному образцу. Она не только подтверждает техническую осуществимость полностью функциональной интерферометрической платформы, но и обеспечивает теоретическую базу и данные для последующего подавления шумов с более высокой точностью.
Коллектив авторов исследования включает ведущих специалистов: Лю Хэшаня, Вэй Тао, Кэци Ци. Почётным главным научным сотрудником программы является академик Юэлян У.
Программа «Тайцзи», инициированная Китайской академией наук, направлена на создание в космосе гигантского лазерного интерферометра. Три спутника, образующие равносторонний треугольник со стороной 3 млн км, будут регистрировать гравитационные волны от слияния двойных чёрных дыр и других массивных космических объектов. Первый спутник серии, «Тайцзи-1», был запущен в августе 2019 года и успешно функционирует на орбите.
Если упрощённо говорить о природе гравитационных волн, то она касается нестатичных объектов, обладающих массой. Гравитационные волны можно представить как «рябь» пространства-времени, распространяющуюся со скоростью электромагнитной волны в среде. Такие волны теоретически могут быть изучены именно при движении массивных объектов с переменным ускорением (например, при слиянии чёрных дыр или нейтронных звезд). Однако само понятие «изучение» не тождественно отслеживанию. Если теория, вроде бы, подведена в достаточной степени, то с отслеживанием явные пробелы и проблемы. Дело в том, что гравитационные волны чрезвычайно слабо взаимодействуют с материей. Даже от мощнейших космических катастроф колебания растягивают пространство на ничтожно малую величину (в миллиарды раз меньше атомного ядра), поэтому для их регистрации нужны сверхчувствительные детекторы, защищённые от любых вибраций, тепловых и квантовых шумов. А зачастую один набор вибраций на Земле в миллион раз более интенсивен для наблюдателя, чем само наблюдаемое явление. Однако в Китае считают, что достигли прорыва в этой сфере.
Если действительно удастся добиться прогресса в отслеживании гравитационных волн и ещё и влиянии на них, то это способно стать настоящей научно-технической революцией.
Информация