6000 часов ученые «слушали» гравитационные волны – а в ответ лишь тишина!

Когда мы ищем потерянные ключи, существует несколько возможных стратегий поиска. Можно ходить из комнаты в комнату, окидывая взглядом все горизонтальные поверхности, в надежде заметить свою пропавшую связку. Эта стратегия основана на том допущении, что ключи лежат на видном месте; если же окажется, что ключи оказались накрыты газетой или завалились за диван, то стратегия окажется неплодотворной. Так какая стратегия поиска является оптимальной?

С подобной проблемой ученые столкнулись при «охоте» на гравитационные волны – «рябь» пространства-времени – исходящие со стороны стремительно вращающихся нейтронных звезд. Эти звезды являются самыми плотными объектами во Вселенной и, если они не являются идеально сферическими, издают очень слабое «жужжание», или непрерывный поток гравитационных волн. Если ученые услышат это «жужжание», они смогут глубже понять устройство нейтронной звезды и другие особенности экстремальных состояний материи. Однако до сих пор наши очень чувствительные «уши» - четырехкилометровые детекторы, использующие мощные лазеры – ничего не «услышали».

Часть проблемы состоит в выборе стратегии поиска, аналогично выбору стратегии поиска потерянных ключей. В большинстве предыдущих исследований использовался подход, напоминающий «переход из комнаты в комнату», когда осуществлялись поиски непрерывного фона гравитационных волн в максимально возможном числе различных мест. При таком подходе одна и та же область пространства подвергается лишь «беглому» наблюдению, а потому существует вероятность пропустить слабое гравитационно-волновое «жужжание» пульсаров.

В новом исследовании группа под руководством исследователя-постдока Карла Ветте (Karl Wette) из научного центра ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav) Австралийского национального университета попыталась «угадать, где должны лежать ключи», соотнеся между собой зоны радиоизлучения пульсаров и зоны гравитационно-волнового «жужжания». Однако после 6000 часов подробного «вслушивания» в одну узкую область космического пространства в надежде обнаружить гравитационные волны со стороны пульсаров авторы ничего не «услышали».

«В этот раз наша догадка не подтвердилась, но мы будем продолжать «слушать» гравитационные волны в других областях космического пространства», - сказал Ветте.

Работа опубликована в журнале Physical Review D.