Китайские физики выяснили, что неоднородная структура и толстая кора Луны способны значительно усиливать колебания пространства-времени, что позволяет использовать естественный спутник Земли как масштабную резонансную антенну для регистрации низкочастотных гравитационных волн. Об этом сообщает «Хайтек» со ссылкой на исследование в журнале Physical Review Letters.
Группа исследователей из Китайской академии наук и Пекинского университета разработала детализированную цифровую модель внутреннего строения Луны. Предыдущие теоретические расчеты опирались на идеализированные сферические модели с гладкой поверхностью, однако реальный спутник обладает сильной латеральной неоднородностью, глубокими кратерами и неравномерной толщиной коры. Проходящие сквозь космическое тело гравитационные волны вызывают его микроскопическое сжатие и растяжение, порождая слабые сейсмические вибрации. Этот процесс превращает Луну в аналог цилиндрического детектора — твердотельной резонансной антенны Вебера.
Симуляция показала, что в регионах с наибольшей толщиной лунной коры полезный сигнал в децигерцовом диапазоне частот от 0,01 до 1 Гц усиливается примерно на 10%. На определенных участках на частоте около 0,1 Гц мощность отклика возрастает более чем в 10 раз из-за смешивания различных гармонических мод. Данный диапазон частот недоступен современным наземным обсерваториям, но критически важен для изучения слияний черных дыр средней массы и эволюции ранней Вселенной. Новые данные помогут скорректировать место посадки беспилотной миссии «Чанъэ-7», которая доставит широкополосный лунный сейсмометр на южный полюс спутника и зафиксирует реальный уровень фонового шума для будущих гравитационно-волновых экспериментов.
Обложка: проходящая гравитационная волна возмущает Луну с неоднородной толщиной коры. Источник: Lei Zhang / Китайская академия наук
