Учёные предложили ещё одно применение крупнейшей в мире гравитационно-волновой обсерватории: сканирование ряби в пространстве-времени, оставленной гигантскими инопланетными космическими кораблями.
Гравитационные волны возникают, когда объекты с массой перемещаются в пространстве. Более крупные объекты, такие как планеты, нейтронные звёзды или чёрные дыры, производят более заметные гравитационные волны. Эти пространственно-временные колебания были впервые непосредственно обнаружены в 2015 году, но с тех пор учёные научились лучше распознавать волны, когда те начинают плескаться о наши космические берега. Теперь же новые расчёты, опубликованные 5 декабря в базе данных препринтов arXiv, предполагают, что базирующаяся в США Лазерная интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория (LIGO) может искать эти пространственно-временные колебания за пределами обычных источников. Авторы говорят, что колоссальные космические корабли пришельцев, движущиеся с высокой скоростью, или толкаемые варп-двигателями, также будут производить характерные вибрации.
Изображение: Unsplash/Harry Shelton
Детектор LIGO распознаёт гравитационные волны по крошечным искажениям, которые они воспроизводят в пространстве-времени, проходя через него. Состоящий из двух пересекающихся L-образных детекторов — каждый с двумя рукавами длиной 2,48 мили (4 километра) и двумя идентичными лазерными лучами внутри — эксперимент разработан таким образом, что если гравитационная волна проходит через Землю, лазерный свет в одном рукаве одного детектора сжимается, в то время как другой расширяется, создавая крошечное изменение относительной длины пути лучей, попадающих на детектор. Однако искривления пространства-времени, создаваемые даже самыми сильными гравитационными волнами, ничтожно малы — часто размером в несколько тысячных долей протона или нейтрона — а это означает, что LIGO невероятно чувствителен и требует строгого обслуживания и калибровки.
Чтобы увидеть, насколько далеко может простираться эта чувствительность, учёные провели расчёты наименьшего объекта, который мог бы генерировать отчётливо обнаруживаемые гравитационные волны на Земле. Оказывается, он всё равно должен быть довольно большим: чтобы его можно было обнаружить с помощью LIGO, инопланетный корабль пришельцев должен весить примерно столько же, сколько Юпитер, двигаться со скоростью, составляющей одну десятую скорости света, и находиться в пределах 326 тыс. световых лет от Земли.
Возможны ли космические корабли такого масштаба и скорости? Исследователи не знают, но они надеются уменьшить размер корабля до более разумных размеров по мере развёртывания всё более чувствительных детекторов гравитационных волн (ГВ), таких как космическая антенна лазерного интерферометра Европейского космического агентства 2037 года. Физики также отметили, что передовые инопланетные варп-двигатели будут создавать узоры гравитационных волн, которые можно будет отличить от естественных источников, и что, если эти инопланетные волны будут обнаружены, они могут даже дать людям подсказки о том, как можно реконструировать данную технологию.
«Это связано с тем, что форма сигнала ГВ полностью зависит от траектории объекта, — написали эксперты в статье. — Таким образом, при обнаружении импульсного сигнала можно попытаться определить свойства присутствующего транспортного механизма на основе формы сигнала ГВ.»
