En fremtidig gravitasjonsbølgedetektor i verdensrommet kan avsløre universets hemmeligheter

En ny studie har vist at deteksjon av gravitasjonsbølger fra verdensrommet i fremtiden vil tillate identifisering av nye fundamentale felt og potensielt kaste nytt lys over obskure aspekter av universet.

Professor Thomas Sotiriu fra Center for Gravitation ved University of Nottingham og Andrea Maselli, forsker ved GSSI og INFN, har sammen med forskere fra SISSA og La Sapienza i Roma demonstrert den enestående presisjonen som observasjoner av gravitasjonsbølger med Laser Interferometer Space har. Antenne (LISA) vil være i stand til å finne nye fundamentale felt.

I denne nye studien foreslår forskere at LISA, den rombaserte gravitasjonsbølgedetektoren (GW) som forventes å bli lansert av European Space Agency (ESA) i 2037, vil åpne for nye muligheter for å utforske universet.

Professor Thomas Sotiriu, direktør for Nottingham Gravity Centre, forklarer: "Nye fundamentale felt, og spesielt skalarer, har blitt foreslått i forskjellige scenarier: som en forklaring på mørk materie, som årsaken til den akselererte utvidelsen av universet, eller som lavenergi-manifestasjoner av en konsistent og fullstendig beskrivelse av gravitasjon og elementærpartikler. Vi har nå vist at LISA tilbyr enestående deteksjonsmuligheter for skalarfelt, og dette åpner for spennende muligheter for å teste disse scenariene."

Også interessant:

• En komplett katalog over gravitasjonsbølger er publisert
• Astronomer har oppdaget en fjern galakse ved hjelp av gravitasjonslinser

Observasjoner av astrofysiske objekter med svake gravitasjonsfelt og liten krumning av rom-tid har ennå ikke gitt bevis for slike felt. Det er imidlertid grunn til å forvente at avvik fra generell relativitet eller samspillet mellom gravitasjon og nye felt vil være mer merkbare ved store forvrengninger. Av denne grunn er deteksjonen av gravitasjonsbølger, som åpnet et nytt vindu inn i det sterke gravitasjonsfeltregimet, en unik mulighet til å oppdage disse feltene.

Forskerne utviklet en ny tilnærming til å modellere signalet og utførte for første gang en streng vurdering av LISAs evne til å oppdage eksistensen av skalarfelt assosiert med gravitasjonsinteraksjon. Det er bemerkelsesverdig at denne tilnærmingen avhenger av teorien, siden den ikke avhenger av opprinnelsen til selve ladningen, og heller ikke av den lille kroppens natur. Analysen viser også at en slik måling kan sammenlignes med sterke grenser for de teoretiske parameterne som markerer avvik fra Generell relativitetsteori eller Standardmodellen.

LISA vil være dedikert til deteksjon av gravitasjonsbølger ved hjelp av astrofysiske kilder, vil fungere i en konstellasjon av tre satellitter som kretser rundt solen i en avstand på millioner av kilometer fra hverandre. LISA vil observere gravitasjonsbølger som sendes ut ved lav frekvens i et bånd som er utilgjengelig for bakkebaserte interferometre på grunn av omgivelsesstøy. Spekteret som er synlig for LISA vil tillate å studere nye familier av astrofysiske kilder som er forskjellige fra de observert av Jomfruen og LIGO, og åpner et nytt vindu inn i utviklingen av kompakte objekter i forskjellige miljøer i universet vårt.

Les også:

• Konseptet med en laser som skal levere et romfartøy til Mars om 45 dager er laget
• Solen kan være en ukjent kilde til jordens vann