En fremtidig gravitationsbølgedetektor i rummet kunne afsløre universets hemmeligheder

En ny undersøgelse har vist, at detektionen af ​​gravitationsbølger fra rummet i fremtiden vil tillade identifikation af nye fundamentale felter og potentielt kaste nyt lys over uklare aspekter af 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 Rom demonstreret den hidtil usete præcision, hvormed observationer af gravitationsbølger med Laser Interferometer Space Antenne (LISA) vil være i stand til at finde nye fundamentale felter.

I denne nye undersøgelse foreslår videnskabsmænd, at LISA, den rumbaserede gravitationsbølgedetektor (GW) som forventes at blive opsendt af Den Europæiske Rumorganisation (ESA) i 2037, vil åbne nye muligheder for at udforske universet.

Professor Thomas Sotiriu, direktør for Nottingham Gravity Centre, forklarer: "Nye fundamentale felter, og især skalarer, er blevet foreslået i forskellige scenarier: som en forklaring på mørkt stof, som årsagen til den accelererede udvidelse af universet, eller som lavenergi-manifestationer af en konsekvent og fuldstændig beskrivelse af tyngdekraften og elementarpartikler. Vi har nu vist, at LISA tilbyder hidtil usete detektionsmuligheder for skalarfelter, og dette åbner spændende muligheder for at teste disse scenarier."

Også interessant:

• Et komplet katalog over gravitationsbølger er blevet offentliggjort
• Astronomer har opdaget en fjern galakse ved hjælp af gravitationslinser

Observationer af astrofysiske objekter med svage gravitationsfelter og lille krumning af rum-tid har endnu ikke givet beviser for sådanne felter. Der er dog grund til at forvente, at afvigelser fra generel relativitet eller samspillet mellem tyngdekraft og nye felter vil være mere mærkbare ved store forvrængninger. Af denne grund er detektionen af ​​gravitationsbølger, som åbnede et nyt vindue til det stærke gravitationsfeltregime, en unik mulighed for at detektere disse felter.

Forskerne udviklede en ny tilgang til modellering af signalet og udførte for første gang en streng vurdering af LISAs evne til at detektere eksistensen af ​​skalarfelter forbundet med gravitationsinteraktion. Det er bemærkelsesværdigt, at denne tilgang afhænger af teorien, da den ikke afhænger af selve ladningens oprindelse eller af den lille krops natur. Analysen viser også, at en sådan måling kan sammenlignes med stærke grænser for de teoretiske parametre, der markerer afvigelser fra den generelle relativitetsteori eller standardmodellen.

LISA vil være dedikeret til påvisning af gravitationsbølger ved hjælp af astrofysiske kilder, vil arbejde i en konstellation af tre satellitter, der kredser om Solen i en afstand af millioner af kilometer fra hinanden. LISA vil observere gravitationsbølger udsendt ved lav frekvens i et bånd, der er utilgængeligt for jordbaserede interferometre på grund af omgivende støj. Spektret, der er synligt for LISA, vil gøre det muligt at studere nye familier af astrofysiske kilder, der er forskellige fra dem, der er observeret af Jomfruen og LIGO, hvilket åbner et nyt vindue til udviklingen af ​​kompakte objekter i forskellige miljøer i vores univers.

Læs også:

• Konceptet med en laser, der skal levere et rumfartøj til Mars om 45 dage, er blevet skabt
• Solen kan være en uoverskuelig kilde til Jordens vand