世界上最大的激光器之一可用于探测外星曲速引擎

探测器将搜索航天器尾迹中留下的时空结构中的涟漪。

从行星表面看到的外星飞船的艺术家形象。 (图片来源:Coneyl Jay)
从行星表面看到的外星飞船的艺术家形象。 (图片来源:Coneyl Jay)

科学家们提出了世界上最大的引力波天文台的另一种用途:扫描巨大的外星飞船后留下的时空涟漪。

当有质量的物体在太空中移动时,引力波会泛起涟漪。 更大的物体——例如行星、中子星或黑洞——会产生更显着的引力波。 这些时空涟漪于 2015 年首次被直接探测到,但从那时起,科学家们在发现海浪拍打我们的宇宙海岸时变得越来越擅长。 现在,12 月 5 日发布在预印本数据库 arXiv 上的新计算表明,位于美国的激光干涉引力波天文台 (LIGO) 可以超越传统来源来寻找这些时空涟漪。 作者说,高速飞行或由曲速引擎推动的巨大外星飞船也会产生明显的振动。

LIGO 探测器从引力波穿过时空时产生的微小扭曲中发现引力波。 由两个相交的 L 形探测器组成——每个探测器都有两个 2.48 英里长(4 公里)的臂和内部的两个相同的激光束——实验的设计使得如果引力波穿过地球,一个臂中的激光 探测器的一部分会被压缩,而另一部分会膨胀,从而使到达探测器的光束的相对路径长度发生微小变化。 然而,即使是最大的引力波造成的时空扭曲也很小——通常只有质子或中子的千分之几——这意味着 LIGO 极其敏感,需要严格的维护和校准。

为了了解这种灵敏度可以延伸到多远,科学家们计算了地球上能够产生清晰可测引力波的最小物体。 事实证明,它仍然会很大:要被 LIGO 探测到,外星母船的重量需要与木星大致相同,以十分之一的光速行进,并且距离地球不超过 326,000 光年 .

这种规模和速度的宇宙飞船甚至可能吗? 研究人员不知道,但他们希望随着越来越灵敏的引力波 (GW) 探测器(例如欧洲航天局的 2037 激光干涉仪太空天线)的部署,将飞船尺寸缩小到更合理的比例。 物理学家还指出,先进的外星曲速引擎会产生与自然来源不同的引力波模式,如果被检测到,这些外星波甚至可以为人类提供如何逆向工程技术的线索。

“这是因为 GW 信号的形状完全取决于物体的轨迹,”他们在论文中写道。 “因此,当检测到突发信号时,人们可以尝试根据 GW 信号的形状来推断存在的传输机制的质量。”

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