Zmarszczki czasoprzestrzeni. Laserem w Księżyc, czyli poszukiwanie fal grawitacyjnych

Zmarszczki czasoprzestrzeni. Laserem w Księżyc, czyli poszukiwanie fal grawitacyjnych
20.03.2022 16:46
Ostrzelany laserem Księżyc pomoże w badaniu fal grawitacyjnych
Ostrzelany laserem Księżyc pomoże w badaniu fal grawitacyjnych
Źródło zdjęć: © NASA

Albert Einstein przewidział istnienie fal grawitacyjnych ponad 100 lat temu. Miał rację, jednak nazywane obrazowo "zmarszczkami czasoprzestrzeni" fale zostały zaobserwowane dopiero w 2015 roku. Badacze nie ustają w wysiłkach, aby je lepiej poznać i zrozumieć. Pomoże w tym ostrzelanie Księżyca laserem.

Co było na początku? Badania, które pozwolą nam lepiej zrozumieć strukturę wczesnego Wszechświata to święty Graal nauki. Tym swoistym podróżom w czasie służy im m.in. Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, a na Ziemi badacze usiłują lepiej zrozumieć to zagadnienie, badając fale grawitacyjne.

Są to zakłócenia czasoprzestrzeni, wywoływane przez obiekty posiadające masę – tym większe, im większa jest masa obiektów. Nowy pomysł, pozwalający na wykrywanie i badanie fal grawitacyjnych, zakłada wykorzystanie w tym celu Księżyca.

Naukowcy z Autonomicznego Uniwersytetu i Instytutu Fizyki Wysokich Energii w Barcelonie oraz badacze z University College London chcą wykorzystać do tego celu zwierciadła, pozostawione na Srebrnym Globie przez astronautów z misji Apollo 11, 14 i 15.

Księżycowy reflektor pozostawiony przez załogę Apollo 11
Źródło zdjęć: © NASA
Księżycowy reflektor pozostawiony przez załogę Apollo 11

Lustra na Księżycu

Księżycowe lustra służą do bardzo precyzyjnych pomiarów odległości Księżyca od Ziemi. Polegają one na pomiarze czasu, w jakim dystans pomiędzy naszą planetą i jej naturalnym satelitą przebywa promień lasera, czyli światło.

Tę właśnie możliwość chcą wykorzystać badacze, traktując układ Ziemia – Księżyc jak większy odpowiednik ziemskich detektorów fal grawitacyjnych.

Jedna z odnóg detektora LIGO
Źródło zdjęć: © Domena publiczna
Jedna z odnóg detektora LIGO

Te zbudowane na Ziemi – jak GEO600, LIGO czy Virgo – to izolowane, na ile to tylko możliwe, od różnych zakłóceń długie rury, którymi badacze puszczają promień lasera, zwiększając pokonywaną przez niego drogę np. poprzez 100-krotne odbicie. Największy ziemski detektor, LIGO, ma ramiona długości 4 km. Daje to drogę – maksymalnie - rzędu setek kilometrów.

Księżyc jako detektor fal grawitacyjnych

Problem w tym, że detektor działający w takiej – dużej jedynie na Ziemi – skali, generuje kłopotliwe do interpretacji wyniki. Rejestrowane z jego pomocą zakrzywienia czasoprzestrzeni mają długość porównywaną z tysięczną częścią średnicy protonu.

Badanie drogi lasera na dystansie nie setek, ale 384400 km, pozwala na rejestrowanie zakłóceń w większej skali, pozwalających na analizę mikrohercowych fal grawitacyjnych, pochodzących z wczesnego Wszechświata.

Wielką zaletą proponowanej metody jest zarazem fakt, że aby realizować proponowane badania, nie trzeba budować gigantycznej, kosztownej infrastruktury.

Oceń jakość naszego artykułuTwoja opinia pozwala nam tworzyć lepsze treści.
Udostępnij:
Wybrane dla Ciebie
Komentarze (3)