Cum am putea transforma Luna într-un uriaș detector de unde gravitaționale?

Detectoarele de unde gravitaționale de pe Pământ au revoluționat deja astronomia, iar în deceniul următor, vom avea LISA, primul observator gravitațional din spațiul cosmic îndepărtat. Dar există posibilitatea de a construi un detector de unde gravitaționale pe Lună?

Ideea pentru un detector de unde gravitaționale pe Lună a fost propusă pentru prima dată în timpul programului Apollo. Acum, într-un nou studiu, oamenii de știință explorează trei opțiuni pentru construirea de observatoare de unde gravitaționale pe Lună, inclusiv transformarea Lunii în sine într-un detector. După cum au remarcat cercetătorii, există multe provocări și tehnologia încă nu a progresat suficient, dar potențialul este enorm.

• Premieră în astronomie! O stea binară, detectată pentru prima dată în apropiere de gaura neagră supermasivă…
• Cât de mult „ne putrezește” Internetul creierul? Dovezile sunt tot mai greu de ignorat

Detectoarele de unde gravitaționale pot măsura distorsionările minuscule ale spațiu-timpului produse de undele gravitaționale provocate atunci când obiecte masive se mișcă și se unesc. Una dintre propuneri, de la autorul principal al studiului, Jan Harms, de la Gran Sasso Science Institute (Italia), este Antena Gravitațională Selenară, care își propune să măsoare deformarea Lunii atunci când o undă gravitațională trece prin ea folosind seismometre extrem de sensibile.

Am putea construi un detector de unde gravitaționale pe Lună?

„Unda gravitațională ar veni… de foarte departe, ca de exemplu Universul primordial. Ar veni la Lună și ar face-o să vibreze ca un clopot. Apoi, practic, poți pune senzori pe suprafața Lunii pentru a măsura deformările sau vibrațiile sale”, a spus Harms pentru IFLScience.

O altă propunere sugerează utilizarea oglinzilor și a laserelor în loc de seismometre pentru a măsura cele mai mici deformări, în timp ce a treia nu se concentrează pe Lună ca detector, ci ca locație ideală pentru construirea unui detector precum Ligo și Virgo pe care le avem pe Pământ.

Interferometrele laser LIGO și Virgo folosesc tuburi de vid în formă de L uriașe prin care este trimis un fascicul laser. Ar trebui să dureze aceeași perioadă de timp pentru ca lumina să parcurgă ambele tuburi. Cu toate acestea, dacă trece o undă gravitațională, unul dintre acestea va fi mai scurt cu o cantitate mai mică decât un atom, suficient pentru ca detectorul să confirme evenimentul.

Pentru a atinge o astfel de precizie delicată, oglinzile care reflectă laserele sunt atașate de dispozitive numite super atenuatoare care pot reduce vibrațiile planetei de un trilion de ori. Luna poate avea cutremure, dar este cel mai liniștit loc din sistemul nostru solar din punct de vedere seismic, așa că precizia ar fi chiar mai mare.

Ce probleme ridică o astfel de misiune?

Pentru a maximiza sensibilitatea acestor dispozitive, acestea trebuie, de asemenea, să fie răcite până la temperaturi extreme. Luna are unele regiuni incredibil de reci, cum ar fi fundul craterelor de la poli, unde lumina soarelui nu ajunge niciodată. Dar aceasta este și una dintre provocările identificate în cercetare: dacă sunt plasate în cratere care sunt întotdeauna în întuneric, cum să alimentezi un detector? Misiunile selenare sunt de obicei alimentate de panouri solare și s-a văzut ce s-a întâmplat atunci când ceva nu a mers bine cu modulul de aselenizare SLIM al Japoniei mai devreme în acest an.

Controlul experimentului la distanță va fi, de asemenea, o problemă, cu excepția cazului în care planificăm multe baze selenare permanente. Există, de asemenea, provocări în crearea seismometrelor, a sistemelor laser și a mecanicilor de înaltă calitate care ar funcționa cu precizia necesară. Aceste detectoare nu sunt pregătite acum, dar echipa este încrezătoare că provocările pot fi depășite. S-ar putea să nu fie o transformare rapidă, dar este cu siguranță posibilă și există un motiv științific foarte convingător pentru a face acest lucru.

Multitudinea de informații pe care le-ar putea oferi un detector de unde gravitaționale de pe Lună

„Acest efort de realizare a detectoarelor este, de fapt, reducerea decalajului dintre ceea ce dorim să facem pe Pământ și ceea ce putem face în spațiu. Acest lucru va deschide o oportunitatea științifică imensă pe care nu o putem avea în alt mod”, a spus Harms.

Un detector de unde gravitaționale pe Lună ar detecta undele gravitaționale în intervalul deciHertz în loc de intervalul de la 1 la 100 de hertzi pe care îl detectează cele de pe Pământ. Aceste unde sunt cele produse de fuziunea stelelor neutronice binare cu luni sau chiar ani înainte de a se ciocni. De asemenea, ne-ar putea ajuta să găsim locații mai precise ale binarelor masive de găuri negre.

De asemenea, având în vedere că detectoarele de unde gravitaționale selenare ar fi experimente de lungă durată, ar putea oferi cercetări mai largi pentru evenimentele de unde gravitaționale și ar putea ajuta la testarea relativității generale.

Studiul este publicat în revista Philosophical Transactions Of The Royal Society A.

Vă recomandăm să citiți și:

Mesaj de „Adio!” de pe Lună! Ultima fotografie trimisă de sonda Odysseus

Orbita și clima Pământului, modificate de „vizitatori intragalactici”

Telescopul Webb a depistat o gaură neagră „extrem de roșie”

Cercetătorii caută semne ale unei civilizații extraterestre în sistemul solar perfect matematic