Катастрофа в космосі змінює простір-час: фізики створили спосіб "почути" Всесвіт

Дослідження опубліковано в журналі Physical Review X.

Гравітаційні хвилі, або пульсації в тканині простору-часу, виникають унаслідок катастрофічних подій, таких як злиття чорних дір і нейтронних зірок. Фізики можуть виявити гравітаційні хвилі за допомогою спеціальних детекторів, відомих як інтерферометри, які вимірюють дуже малі зміни в просторі-часі, коли хвиля проходить повз Землю. Хоча сучасні детектори гравітаційних хвиль, такі як LIGO і Virgo, виявилися дуже успішними, автори нового дослідження стверджують, що ще є над чим працювати, щоб поліпшити отримання даних.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Вчені кажуть, що ШІ здатний швидко знаходити інноваційні конструкції детекторів гравітаційних хвиль більш ефективно, ніж люди, і таким чином відкривається новий шлях для "прослуховування" Всесвіту.

За допомогою створеного алгоритму Urania на основі ШІ, фізики змогли ідентифікувати 50 нових конструкцій детекторів гравітаційних хвиль, які перевершують найкращі пропозиції, створені людьми. Фізики вважають, що ці конструкції можуть розширити обсяг спостережуваного Всесвіту в 50 разів.

Запропоновані детектори гравітаційних хвиль охоплюють широкий діапазон частот, від 10 до 5000 Гц, уловлюючи сигнали від широкого спектра космічних подій, кажуть учені. Цей діапазон охоплює сигнали від злиттів чорних дір, включно з сигналами від перших зірок Всесвіту. Розуміння таких подій є ключем до розкриття багатьох таємниць космосу, включно з уточненням швидкості розширення Всесвіту.

Один детектор, розроблений за допомогою ШІ, збільшує чутливість до гравітаційних хвиль від наднових у 1,6 раза порівняно з нинішніми детекторами. Він дає змогу виявляти слабші та більш далекі сигнали.

Інший детектор обіцяє ідентифікувати ранні стадії злиттів подвійних нейтронних зірок, що допоможе зібрати більші наукові дані.

Ці детектори також можуть уловлювати гравітаційні хвилі, що випускаються після зіткнення нейтронних зірок, які, як вважається, містять важливу інформацію про надщільну матерію всередині нейтронних зірок.

Вчені кажуть, що це допоможе розкрити екзотичні стани матерії і поліпшити розуміння фундаментальної фізики, яка керує цими екстремальними середовищами.

Згідно з дослідженням, деякі із запропонованих конструкцій можна вже використовувати як оновлення наявних детекторів гравітаційних хвиль.

Як уже писав Фокус, астроном-любитель зробила фотографії цікавих спіральних галактик Око крокодила і Вир. Астрофотограф зі США Мішель Ернандес Бейлісс зробила приголомшливі фотографії галактики М94, а також більш знаменитої галактики М51.