Lasery w kosmosie: LISA odkrywa przesunięcia czasoprzestrzeni

50 milionów kilometrów dalej budowane jest pole eksperymentalne. (Źródło: ESA) — 30 milionów mil stąd budowane jest pole eksperymentalne. (Źródło: ESA)

Trzy satelity z pływającymi kostkami złota i światłem laserowym mają wykrywać fale grawitacyjne. System jest ustawiony miliony kilometrów od Ziemi, jest gigantyczny i może sprawić, że nieznane wcześniej zjawiska staną się widoczne.

Mario Petzold (tłumaczenie Ninh Duy), Published 30/01/2024 🇺🇸 🇩🇪 ...

Astronomy / Space Science

ESA przedstawiła plany budowy detektora fal grawitacyjnych w kosmosie. Budowa ma rozpocząć się w styczniu 2025 roku. Wystrzelenie w kosmos zaplanowano na 2035 rok. Wtedy "LISA" (laserowa interferometryczna antena kosmiczna) może zostać uruchomiona.

A system z pewnością nie będzie mały. Składa się z trzech satelitów, z których każdy jest oddalony od siebie o 1,5 miliona mil (sześciokrotność odległości między Ziemią a Księżycem) w kształcie trójkąta równobocznego i każdy jest w kontakcie z drugim za pomocą światła laserowego.

Pomiary odbędą się na orbicie Ziemi, ale w odległości około 30 milionów mil (jedna trzecia odległości między Ziemią a Słońcem) od Ziemi. Jest to obszar, który znajduje się wystarczająco daleko od Ziemi, aby uniknąć zakłóceń. Ponadto punkty Lagrange'a L4 i L5 również znajdują się w bezpiecznej odległości, gdzie chmury pyłu i cząstki gromadzą się w interakcji z Ziemią i Słońcem.

Pomiary w czarnym punkcie

Sześcian wykonany ze złota i platyny uwidacznia fale grawitacyjne. (Źródło: ESA)

Ekscytująca jest również struktura stanowiska testowego. Każdy z satelitów zawiera pływający sześcian wykonany ze złota i platyny, którego rozmiar z łatwością zmieściłby się w dłoni. Światło lasera w każdym z satelitów mierzy odległość do pozostałych dwóch obiektów testowych.

Jeśli fala grawitacyjna, w zasadzie wstrząs czasoprzestrzeni, uderzy w satelity, odległość między kostkami zmieni się minimalnie. Zmiany wynoszą kilka miliardowych części milimetra, czyli kilka pikometrów. Nadal można je zmierzyć za pomocą lasera o wysokiej częstotliwości.

Ponadto odległość między trzema satelitami jest taka, że można zarejestrować wcześniej niewykrywalne częstotliwości fal. Oznacza to, że możliwe będzie obserwowanie zderzających się białych karłów i gwiazd neutronowych znajdujących się w obrębie Drogi Mlecznej. Na podstawie danych powinno być również możliwe określenie ich położenia.

Ponadto istnieją szczególnie ciężkie obiekty, które przenikają przez horyzont zdarzeń czarnej dziury. Ani istniejące anteny radiowe, ani detektory fal grawitacyjnych zainstalowane na ziemi nie były do tej pory w stanie określić tych zdarzeń i fal, które emitują w czasoprzestrzeni. To tak, jakbyśmy patrzyli przez dziurę w opasce na oczach i mogli ją wreszcie zdjąć w 2035 roku.