Британські астрофізики створили пристрій, який фіксує злиття чорних дір у новому діапазоні

Міжнародна команда фізиків з Університетів Бірмінгема та Сассекса розробила компактний детектор гравітаційних хвиль, здатний виявляти сигнали у діапазоні мілікгерців — частотах, які досі залишалися недосяжними для сучасних обсерваторій. Цей прорив відкриває можливість спостерігати злиття чорних дір, подвійні системи білих карликів і навіть залишки з раннього Всесвіту.

Новий підхід, описаний у журналі Clas­si­cal and Quan­tum Grav­i­ty 3 жовтня, поєднує технології оптичних резонаторів і атомних годинників, що дає змогу фіксувати надзвичайно малі зміни в лазерному світлі, які виникають під дією гравітаційних хвиль. На відміну від гігантських інтерферометрів, таких як LIGO або Vir­go, новий детектор є настільним пристроєм, стійким до сейсмічного шуму та впливу гравітаційних коливань Землі.

Співавторка дослідження докторка Вера Гуаррера пояснила: «Завдяки технологіям, розробленим для оптичних атомних годинників, ми можемо розширити межі спостереження гравітаційних хвиль у новий частотний діапазон. Це відкриває можливість створення глобальної мережі компактних детекторів, здатних фіксувати сигнали, які залишалися невидимими ще принаймні десятиліття».

Так званий «середній діапазон» (мілікгерци) містить ключову інформацію про численні космічні події, недоступні для сучасних інструментів. Очікується, що саме в цьому діапазоні працюватиме космічна місія LISA, запуск якої заплановано на 2030-ті роки. Втім, технологія, запропонована британськими вченими, може дозволити почати такі спостереження вже найближчими роками — без потреби у великих космічних платформах.

Професор Ксав’є Калме з Університету Сассекса зазначив: «Цей детектор дає змогу перевіряти моделі злиття чорних дір, досліджувати подвійні системи у нашій галактиці та навіть шукати сигнали з раннього Всесвіту. Ми вперше отримуємо інструмент, здатний працювати з Землі в тому частотному діапазоні, який раніше вважався недосяжним».

Таким чином, новий детектор може стати містком між сучасними обсерваторіями на кшталт LIGO та майбутніми космічними місіями, відкривши для науки абсолютно новий спектр гравітаційних сигналів і, можливо, перші натяки на фізику, що виходить за межі загальної теорії відносності Ейнштейна.