Leiden gravitatiegolven tot kleine aardbevingen?

De aarde kan dienen als een gigantische detector voor theoretische rimpelingen in de ruimte-tijd die door sterren, zwarte gaten en andere massieve objecten in de ruimte wordt verspreid, zeggen onderzoekers.

De maan kan op dezelfde manier worden gebruikt en levert mogelijk nog betere resultaten op, voegde wetenschappers eraan toe.

Zwaartekracht is het gevolg van massa's zoals planeten die het weefsel van ruimte en tijd om zich heen krompen, volgens de theorie van algemene relativiteitstheorie van Einstein. Wanneer massieve lichamen zoals sterren en zwarte gaten bewegen, wordt er voorspeld dat ze in de ruimte-tijd rimpelingen uitzenden die zwaartekrachtgolven worden genoemd. [Het zoeken naar gravitationele golven (galerij)]

Wanneer een zwaartekrachtsgolf een voorwerp passeert, zou dit zeer kleine, maar potentieel waarneembare trillingen moeten veroorzaken. Zwaartekrachtgolfdetectoren variëren van instrumenten die op bureaus kunnen passen tot apparaten die kilometers lang zijn. Tot nu toe heeft echter niemand gerapporteerd dat hij direct een zwaartekrachtsgolf detecteert.

Wetenschappers redeneerden dat de aarde zelf als zwaartekrachtgolfdetector kon worden gebruikt. Men zou mogelijk de gecombineerde effecten van zwaartekrachtgolven die door de planeet stromen, kunnen detecteren door de seismische activiteit ervan te analyseren - dat wil zeggen, hoeveel de aarde schudt.

In de nieuwe studie richtten onderzoekers zich op gravitatiegolven met frequenties van 0,05 tot 1 Hertz, een band die grotendeels over het hoofd werd gezien door andere detectie-inspanningen. Potentiële emitters in dit bereik zijn paren van kosmische objecten zoals witte dwergen, neutronensterren en zwarte gaten terwijl ze om elkaar heen draaien. Gravitatiegolven met dergelijke frequenties kunnen ook worden verspreid door snel draaiende neutronensterren die bekend staan ​​als pulsars.

De wetenschappers gebruikten supercomputers om gedurende een jaar de hoeveelheid openbaar beschikbare gegevens te kammen uit een wereldwijd netwerk van 40 seismometers die normaal worden gebruikt om aardbevingen en de interne structuur van de aarde te bestuderen. Ze ontdekten niet de effecten van zwaartekrachtsgolven als zodanig, maar ze bepaalden een nieuwe bovengrens voor de hoeveelheid energie die de planeet zou kunnen ontvangen van gravitatiegolven van deze frequenties. Deze bovengrens verbetert met een factor van een miljard de limieten die zijn vastgesteld door eerdere laboratoriumexperimenten, aldus onderzoekers.

De onderzoekers zijn van plan een soortgelijke analyse uit te voeren met seismometers die de Apollo-missies van de NASA op de maan hebben geplaatst. Deze zouden nog betere gegevens kunnen opleveren dan instrumenten op aarde omdat de maan veel minder seismisch actief is dan de aarde, vertelde hoofdstudie auteur Michael Coughlin, een fysicus aan de Harvard University, aan ProfoundSpace.org.

Coughlin en zijn collega Jan Harms maakten hun bevindingen online op 13 maart in het tijdschrift Physical Review Letters.