Jak lepiej poznać prawa fizyki? Umieszczając detektor fal grawitacyjnych na Księżycu

Karan Jani z Uniwersytetu Vanderbilta i Avi Loeb z Harvardu przekonują, że detektor fal grawitacyjnych umieszczony na powierzchni Księżyca mógłby umożliwić prowadzenie pomiarów dokładniejszych niż na Ziemi.

Fale grawitacyjne rozchodzą się w czasoprzestrzeni na przykład za sprawą zderzeń czarnych dziur i gwiazd neutronowych. Docierając do Ziemi są jednak na tyle delikatne, że mogą być zagłuszane przez szumy związane z trzęsieniami ziemi czy ruchem ulicznym. Gdyby umieścić odpowiednie instrumenty w kraterach pokrywających powierzchnię naszego naturalnego satelity, moglibyśmy uniknąć tych zakłóceń.

Czytaj też: Jakie byłyby skutki zmniejszenia odległości pomiędzy Ziemią i Księżycem?

Przełom w badaniach poświęconych falom grawitacyjnym nastąpił za sprawą instrumentów LIGO i Virgo. Urządzenia te emitują wiązki laserów o długości 4 kilometrów, odbijają je od luster i mierzą, jak światło odbija się od czujników. Jeśli fale grawitacyjne znajdą się w pobliżu, to wiązka lasera zostanie wprowadzona w drgania, które mogą powiedzieć naukowcom zaskakująco wiele.

Detektor fal grawitacyjnych może odbierać sygnały związane z kolizjami czarnych dziur czy gwiazd neutronowych

Problem pojawia się, gdy występują różnego rodzaju szumy, zarówno o naturalnym pochodzeniu jak i związanym z działalnością człowieka. W porównaniu do Ziemi, Księżyc jest niezwykle cichym miejscem, dlatego umieszczony tam detektor fal grawitacyjnych mógłby usunąć te przeszkody. Obserwatorium zwane Gravitational-wave Lunar Observatory for Cosmology (GLOC) mogłoby w teorii odbierać fale grawitacyjne z obszaru obejmującego 70 procent obserwowalnego wszechświata.

Czytaj też: Gwiazdy neutronowe mają „góry”. Aż trudno uwierzyć, jaka jest ich wysokość

Co więcej, jego działalność umożliwiłaby wykrywanie częstotliwości w zakresie niemal niemożliwym do osiągnięcia przez ziemskie urządzenia. Droga do postawienia obserwatorium nie będzie jednak usłana różami, ponieważ najpierw na Księżyc należy dostarczyć elementy potrzebne do zbudowania detektora. Nadzieje daje program Artemis, w ramach którego w 2024 roku na Księżycu mieliby się znaleźć ludzie. Ich obecność na Srebrnym Globie z pewnością ułatwiłaby budowę obserwatorium.