Часы на орбите ищут невидимые поля экспресс
В августе 2017 года детекторы гравитационных волн поймали сигнал от слияния двух нейтронных звёзд — сверхплотных остатков взорвавшихся светил. В тот же миг по всей Земле шли обычные будни: самолёты садились, машины ехали, а навигаторы считали маршруты. Их работу обеспечивают атомные часы на спутниках GPS — они тикают с невероятной точностью, отмеряя время по колебаниям атомов.
Теперь эти часы стали не только навигаторами, но и охотниками за невидимым. Физики взяли архивные записи хода восемнадцати спутниковых часов за те дни и проверили: не дрогнул ли их ритм после космического слияния. Если бы от столкновения звёзд разлетелось неизвестное лёгкое поле, оно могло бы на мгновение изменить скорость хода часов — как порыв ветра меняет темп метронома. Такой сигнал искали в данных, сравнивая показания спутников с наземными водородными часами.
Ничего похожего на сигнал не нашлось. Но сам поиск не был пустым: теперь известно, что если такое поле и существует, оно должно быть слабее определённого предела. Этот предел оказался строже, чем давали прежние астрономические наблюдения, для целого диапазона энергий — примерно от 10⁻¹⁸ до 10⁻¹⁴ электронвольт. Для сравнения: энергия видимого света — около 2 электронвольт.
Так обычная навигационная система стала инструментом фундаментальной физики. Архивные данные, которые копились годами для земных нужд, теперь служат телескопом во времени: можно вернуться к моменту слияния звёзд и проверить, не прошло ли сквозь Землю что-то невидимое. И хотя в этот раз тишина, сам метод остаётся — на случай, если небо снова пошлёт нам гравитационный всплеск, а вместе с ним и шанс поймать новую физику.
Атомные часы GPS настолько точны, что если бы они шли без коррекции, то навигация сбивалась бы на 10 километров в день из-за эффектов теории относительности.