Гравитационный радар сможет найти скопления темной материи и изучить внутренности звезд

На распространяющиеся по всей Вселенной гравитационные волны оказывают влияние попадающие им в пути массивные объекты, которые таким образом могут использоваться в качестве своего рода гравитационной "эхолокации" для картирования регионов космоса, невидимых для прочих инструментов. С предложением о создании на основе этого принципа так называемого градара (GRADAR) — гравитационно-волнового радара — выступили американские физики Крейг Копи и Гленн Старкман из Кейсовского университета Западного резервного района в Кливленде, в штате Огайо, написавшие соответствующую статью, принятую для публикации в журнале Physical Review Letters, пишет издание ScienceNews.

Астрономы и сейчас на постоянной основе используют гравитационные волны — то есть рябь в ткани пространства-времени, впервые зарегистрированную в 2015 году, — для наблюдений за катаклизмами, которые трудно изучать с помощью электромагнитных волн, — например, слияния пар черных дыр или нейтронных звезд.

Однако согласно теории гравитации Эйнштейна искривления пространства-времени этим не ограничиваются, ведь любая волна, проходящая через эти искажения, также меняет свой курс. В результате, когда что-либо излучает гравитационные волны, часть этого сигнала приходит прямо на Землю, но часть может прийти с запозданием — как своего рода запаздывающее эхо — после прохождения более длинными путями, обусловленными огибанием звезды или чего-то еще более массивного. Раньше считалось, что эти более поздние сигналы, называемые "гравитационными бликами", должны быть слишком слабы, чтобы их можно было обнаружить, но Копи и Старкман совершили очередной прорыв: на основе теории Эйнштейна они точно рассчитали, насколько сильным будет сигнал, когда эти волны пройдут через гравитационное поле внутри самой звезды. "Удивляет то, что в результате получается гораздо более сильный сигнал, чем мы ожидали, — говорит Копи. — Мы все еще пытаемся понять, чем обусловлен этот результат и правдоподобен ли он, потому что все это кажется слишком хорошим, чтобы быть правдой".

С помощью такой потенциальной технологии будущего, использующей отражения гравитационных волн для картирования невидимой Вселенной, можно будет, в частности, находить скопления темной материи или тусклые экзотические звезды, а также узнавать, что происходит в их глубинах.

Ученые также говорят, что если гравитационные блики на самом деле окажутся столь сильными, то астрономы, вероятно, станут использовать их для изучения внутренностей звезд и других объектов. Не исключено, что в космосе тогда станут находить массивные тела, которые иначе было бы невозможно обнаружить, например сгустки темной материи или одинокие нейтронные звезды на другом конце наблюдаемой Вселенной.