Soczewkowanie fal grawitacyjnych – nowa metoda do zaglądania w głębiny kosmosu

Ledwo zdążyliśmy ochłonąć po odkryciu grawitacyjnego szumu zmierzonego przez wieloletnie monitorowanie pulsarów, a już napływają do nas nowe, ekscytujące informacje. Tym razem naukowcy wybiegają nieco w przyszłość, starając się przygotować na pojawienie się detektorów fal grawitacyjnych kolejnych generacji.

Efekt soczewkowania grawitacyjnego jest dobrze znany obserwatorom odległych obiektów we Wszechświecie. Każdy posiadający masę zakrzywia czasoprzestrzeń wokół siebie. Te wyjątkowo masywne – jak gromady galaktyk – zakrzywiają ją jednak na tyle znacząco, że światło, które dociera do obserwatorów spoza nich, nie porusza się po linii prostej, ale ulega zakrzywieniu – niczym w soczewce. Efektem mogą być wielokrotne obrazy jednej galaktyki albo rozpłaszczone kształty regularnych obiektów.

Wszystko, co wiemy o falach grawitacyjnych, wskazuje na to, że powinny zachowywać się podobnie, czyli poruszać się przez zakrzywioną przez masę przestrzeń. W praktyce sygnał zwiastujący połączenie się czarnych dziur zamiast pojawić się w detektorze raz pojawi się dwa lub więcej razy.

Souvik Jana z Tata Institute of Fundamental Research w Bangalore w Indiach wraz ze współautorami przedstawił w „Physical Review Letters” pomysł na wykorzystanie tego zjawiska do badania początków Wszechświata.

Z modeli przedstawionych przez badaczy wynika, że obserwowane zniekształcenia fal grawitacyjnych przez masywny obiekt powinny być ściśle zależne od tempa rozszerzania się Wszechświata – bo wpływa ono na liczbę masywnych obiektów między obserwatorem a tym, co obserwuje. Dzięki temu być może w ręce naukowców trafi nowe narzędzie do mierzenia stałej Hubble’a – mówiącej nie tylko o tempie rozszerzania się Wszechświata, ale też o jego ostatecznym losie.

Nie udało się jeszcze zarejestrować żadnego zjawiska soczewkowania fal grawitacyjnych, ale naukowcy są przekonani, że to jedynie kwestia czasu. Po latach usprawnień do pracy wrócił detektor LIGO, gotowy wykrywać setki nowych wydarzeń wywołujących fale grawitacyjne.

Proponowana metoda wymaga jednak setek tysięcy zarejestrowanych zjawisk. Dopiero taka liczba pozwoli statystycznie oszacować niektóre trudne do ustalenia parametry. Na obserwacje soczewkowania fal grawitacyjnych przyjdzie nam więc poczekać. Prawdopodobnie do pojawienia się detektorów tzw. trzeciej generacji, planowanego na kolejną dekadę. Przedstawiony model pozwala jednak z ekscytacją czekać na odkrycia.

To jest pierwsza wzmianka na ten temat. Jeśli z niej korzystasz, powołaj się na źródło, czyli na www.projektpulsar.pl. Dziękujemy.