Телескоп Эйнштейна (Einstein Telescope – ET) – это обсерватория-детектор гравитационных волн третьего поколения, разработанная исследовательскими институтами Европейского союза. Обладая в 10 раз большей чувствительностью, чем любой предыдущий прибор, он позволяет проводить точную гравитационно-волновую астрономию – значительно увеличивая расстояние, на котором можно изучать двойные черные дыры и другие источники гравитационных волн, одновременно улучшая тесты общей теории относительности Эйнштейна.
В 1916 году Альберт Эйнштейн в общей теории относительности предсказал существование гравитационных волн. Согласно теории, мощные гравитационные возмущения во Вселенной создают гравитационные волны в пространстве-времени. Их обнаружение в 2015 году открыло новые возможности для астрономии, и позволяет исследовать части Вселенной, до сих пор недоступные для наблюдения.
ET достигает своей гораздо более высокой чувствительности за счет увеличения размеров интерферометра по сравнению с оборудованием предыдущего поколения при одновременном внедрении ряда новых технологий. Он имеет три стороны, каждая длиной 10 км, образующие равносторонний треугольник. В отличие от него, более ранний интерферометр Virgo (установленный в 2007 году) имел стороны всего 3 км. В каждом углу установлены по два детектора.
В дополнение к своим огромным размерам, ET включает в себя современные вакуумные и криогенные технологии, способные охлаждать некоторые основные оптические элементы чуть выше абсолютного нуля, наряду с новыми квантовыми технологиями для уменьшения колебаний света. Общий объём вакуума является самым большим из когда-либо реализованных: 120 000 м3. Почти весь объект построен на глубине 300 м под землей, чтобы минимизировать помехи и уменьшить экологические возмущения.
В то время как второе поколение обсерваторий гравитационных волн изучало Вселенную на расстоянии 10 миллиардов световых лет, телескоп Эйнштейна способен заглянуть еще дальше в прошлое, в космические “Темные века” – когда начали формироваться первые звезды, галактики и нити.
Используя чрезвычайную чувствительность и частотную полосу ET, вся популяция черных дыр звездной и промежуточной массы доступна на протяжении всей истории Вселенной, это помогает ученым понять происхождение чёрных дыр (звездное по сравнению с первородным), их эволюцию и демографию.
Установка может обнаруживать до миллиона гравитационных волн каждый год от двойных источников, распределенных по всей Вселенной. Он исследует физику вблизи горизонтов черных дыр (от тестов общей теории относительности до квантовой гравитации) и раскрывает новые идеи о природе темной материи (таких как первичные черные дыры, облака аксионов и темная материя, накапливающаяся на компактных объектах). Он также изучает темную энергию и возможные модификации общей теории относительности в космологических масштабах.
В дополнение к черным дырам, ET выполняет подробные наблюдения нейтронных звезд, вторых по плотности тел во Вселенной после черных дыр. Изучая инспиральную фазу этих объектов размером с город (разрушенные ядра звезд-сверхгигантов) и возникновение приливных эффектов с высоким отношением сигнал / шум, астрономы получают беспрецедентное представление об их внутренней структуре. Фундаментальные свойства материи также могут быть открыты в совершенно неисследованном режиме, таком как квантовая хромодинамика при сверхвысоких плотностях и возможных экзотических состояниях материи.
Проект ET стоимостью 2 млрд евро является долгосрочным проектом, который начнет функционировать в 2035 году и рассчитан на 50 лет. В последние годы также было развернуто несколько других обсерваторий следующего поколения для изучения источников гравитационных волн, включая Athena, E-ELT и Square Kilometre Array. Наряду с телескопом Эйнштейна они открывают новые важные знания об истории и природе Вселенной.
Ссылки на источники:
- Introduction, The ET (Einstein Telescope) project Web Site
- The Future, European Gravitational Observatory
2035
