Говерт Шиллинг - Складки на ткани пространства-времени [Эйнштейн, гравитационные волны и будущее астрономии] [litres]

Перенесемся в 2030 г. Инструменты прошлого выведены из эксплуатации. Аресибо, Паркс, Грин-Бэнк – все эти обсерватории 10 лет назад столкнулись с финансовыми проблемами, поскольку государственные финансовые институты решили направить средства на другие цели. Гигантские радиотелескопы превратились в музеи под открытым небом, памятники культурного, промышленного и научного наследия. Их посты управления стали популярными центрами научного просвещения, куда зачастили группы школьников. Огромные тарелки поддерживают в рабочем состоянии волонтеры из местных астрономических клубов и организаций любительской радиосвязи.

В Европе наблюдается похожая ситуация, хотя некоторые радиотелескопы, участвовавшие в первоначальном проекте EPTA, еще используются профессиональными астрономами. На северо-востоке Нидерландов Вестерборкская система апертурного синтеза только что отметила 60-летие. Маленькая выставка на ее территории рассказывает о самых важных астрономических открытиях обсерватории, в том числе о получении еще в 1970-х гг. первого убедительного свидетельства существования темной материи в галактиках. Последний стенд посвящен регистрации наногерцовых волн Эйнштейна в начале 2020-х гг., состоявшейся благодаря объединению пяти обсерваторий ЕРТА в один «виртуальный» телескоп диаметром почти 200 м. Проект «Большая европейская решетка для изучения пульсаров» (Large European Array for Pulsars, LEAP), стартовавший за несколько лет до этого, наконец добился скачкообразного роста точности, необходимого для достоверного измерения гравитационно-волнового фона [100] Большая европейская решетка для наблюдения за пульсарами (LEAP): http://www.epta.eu.org/leap.html . .

Изучение пульсаров стало процветающей ветвью астрономии. В Млечном Пути открыто порядка 20 000 пульсаров – около 10 % имеющихся. Среди них более тысячи миллисекундных; у самого быстрого фантастическая угловая скорость – 1130 оборотов в секунду. Число известных планет на орбитах пульсаров увеличилось до 34, они относятся к 14 системам. Двойных пульсаров множество. Одна из двойных систем, открытая в 2027 г., приковала всеобщее внимание своей близостью, чрезвычайно коротким периодом обращения и стремительным сокращением орбиты. Лазерно-интерферометрическая космическая антенна, которая скоро будет запущена в космос, должна поймать слабый сигнал гравитационной волны средней частоты, излученной этими двумя небесными телами на общей орбите.

В Международном центре изучения пульсаров им. Джоселин Белл наногерцовые гравитационные волны также постоянно исследуются. Программа IPTA на сегодняшний день следит примерно за 500 миллисекундными пульсарами. Точность измерений возросла до порядка 10 наносекунд. Помимо фона с выраженными характеристиками, было открыто и локализовано пять самостоятельных источников волн чрезвычайно низкой частоты – двойных систем сверхмассивных ЧД в галактиках, находящихся в центральных областях близлежащих скоплений.

Если этот воображаемый сценарий хотя бы отчасти сбудется, то во многом благодаря новой радиообсерватории, обещающей затмить всех предшественниц. Ее инструментом станет не единичная тарелка, как в Парксе, Аресибо или Китае, где недавно завершилось строительство 500-метрового телескопа FAST, и не классический интерферометр, подобный нидерландскому Вестерборку или Очень большой решетке в Нью-Мексико. Так называемая Решетка в квадратный километр (Square Kilometre Array, SKA) [101] Решетка квадратного километра: https://www.skatelescope.org . – это планомерное объединение многих сотен радиотелескопов-тарелок и десятков тысяч простых дипольных антенн. Со временем ее полная площадь перехвата составит 1 км 2, отсюда и название. Тарелки и антенны, соединенные оптоволоконными кабелями, будут действовать синхронно, выдавая на мощный центральный суперкомпьютер сотни терабайт первичных данных в секунду. Это будет самый крупный научный полигон в истории человечества.

Если Паркс в Новом Южном Уэльсе кажется вам маленьким городком с неказистым центром, добро пожаловать в Мерчисон в Западной Австралии на другой стороне континента. Это просто горстка хаотично расположенных домов с единственным магазином, он же бар и автозаправка. Несколько десятков человек живут здесь на бывшей территории племени аборигенов ватярри яматджи. Еще несколько человек фермерствуют дальше в буше. Весь Мерчисоншир занимает площадь примерно со штат Мэриленд, а население составляет 110 человек. Это рай для радиоастрономов.