Первый этап поиска гравитационных волн не принес ожидаемых результатов

Ученые, занятые в проектах LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория) и Virgo, сообщили о том, что обработка данных, поступивших с детекторов гравитационных волн, не принесла ожидаемых результатов, однако позволила установить новые ограничения на параметры регистрируемых волн.

Чувствительность интерферометров LIGO, продемонстрированная ими в эксперименте. Пунктиром показано оценочное значение чувствительности, которого необходимо достичь для регистрации гравитационных волн. (Иллюстрация из журнала Nature.)В рассматриваемой работе учитывалась информация, собранная с ноября 2005 по сентябрь 2007 года в обсерваториях LIGO в Ливингстоне и Хэнфорде; установленные там детекторы функционируют по принципу интерферометра Майкельсона.

Согласно предсказаниям теоретиков, наибольшую амплитуду должен иметь сигнал детектора, зарегистрировавшего гравитационные волны, источником которых являются события чрезвычайного масштаба: к примеру, взрывы сверхновых или столкновения черных дыр (об одной из возможных методик регистрации таких волн «КЛ» уже писала). Однако подобные события чрезвычайно редки; гораздо более удобным — с точки зрения шансов на получение положительных результатов — объектом наблюдений является так называемое стохастическое фоновое гравитационное излучение, созданное множеством источников еще в первые моменты существования Вселенной.

Ранее возможные параметры этого излучения оценивались теоретиками по косвенным показателям; теперь же, поскольку зарегистрировать его авторам не удалось (чувствительность детектора при этом, разумеется, известна), появилась первая уточненная экспериментальная оценка верхней границы соответствующей ему плотности энергии. По расчетам, при нормировании на критическую плотность энергии Вселенной плотность энергии излучения на частоте около 100 Гц с вероятностью 95% не должна превышать 6,9•10^-6. Полученная информация также выявила ошибочность некоторых космологических моделей, в которых учитывалось влияние космических струн (гипотетических одномерных топологических дефектов) со сравнительно небольшим натяжением.

К 2014 году исследователи планируют повысить чувствительность детекторов до того уровня, когда стохастическое фоновое гравитационное излучение станет регистрируемым. «Уже около сорока лет специалисты убеждают нас, что гравитационные волны где-то рядом, — говорит Майкл Тёрнер (Michael Turner), астрофизик из Чикагского университета (США), не принимавший участия в работе. — И мне кажется, на этот раз им можно поверить».

Полная версия отчета ученых будет опубликована в журнале Nature.

Подготовлено по материалам Флоридского университета.

Дмитрий Сафин