Физик научился видеть сквозь землю: лазер опоздал на триллионную долю секунды — и гравитация выдала всё

Новый способ находить подземные воды и магму открыт.


wlh1213bqaitwg3eqw6merouwhon2zq9.jpg

Астрофизики давно используют гравитационное линзирование, чтобы изучать далекие звезды, галактики и скопления вещества. Свет от удаленного объекта идет к Земле не всегда по прямой: рядом с массивными телами траектория меняется под действием гравитации. В общей теории относительности такой изгиб объясняют не массой фотона, а искривлением пространства-времени. Для науки важен сам измеримый эффект: свет можно заставить работать как датчик гравитационных изменений.

Физик Энбан Ли из Университета Вуллонгонга предложил использовать этот принцип не только в астрофизике, но и в прикладных измерениях на Земле. Ученый создал оптоволоконную лазерную систему, достаточно компактную и прочную для установки на самолет, а в перспективе даже на подводное судно. По замыслу автора, такой прибор сможет помогать при воздушной съемке, подземном картировании, экологическом мониторинге и навигации под водой.

Смысл технологии строится на простой идее: очень слабые изменения гравитации могут выдавать процессы, скрытые под землей или вокруг прибора. По таким отклонениям можно искать подземные воды, оценивать плотность пород, замечать пустоты, следить за накоплением магмы под вулканами и заранее видеть признаки будущей активности. Ли также рассматривает применение в разведке геологических ресурсов, климатических наблюдениях и оценке природных угроз по принципу, близкому к сонару или радару, только с опорой на свет и гравитационное поле.

Гравиметрия уже давно нужна оборонным проектам, горнодобывающей отрасли и геофизике. Механические датчики помогают находить плотные породы, скрытые водные карманы и подземные пещеры, но такие приборы плохо переносят вибрации и движение. Для самолета, корабля или подводного аппарата эта проблема особенно заметна: слабый полезный сигнал легко тонет в тряске и паразитных колебаниях.