Представники всіх чотирьох працюючих гравітаційних антен - LIGO, Virgo, KAGRA і GEO600 - підписали меморандум про домовленість, що встановлює порядок спільних дій установок і обмін даними. Таким чином, розпочала раніше в цьому році підготовку до спостережень японська установка KAGRA, в якій використовується ряд нових технологій, приєднається до існуючих детекторів, що забезпечить збільшену точність визначення параметрів гравітаційних сигналів, йдеться в прес-релізі на сайті обсерваторії LIGO.
Гравітаційні хвилі - це періодичні коливання простору-часу, які створюються будь-якими не сферично симетричними прискореними рухами мас. Це явище передбачене загальною теорією відносності Альберта Ейнштейна на початку XX століття. Так як гравітація набагато слабша за інші взаємодії, то і її хвилі також досить слабкі. У зв'язку з цим помітні обурення породжують лише екстремально швидкі рухи великих мас. На сучасному етапі розвитку науки можна реєструвати подібні сигнали лише від злиття чорних дір або нейтронних зірок.
Існуючі гравітаційні антени влаштовані за принципом інтерферометра Майкельсона: у L-подібному тунелі вздовж обох прапорів рухаються лазерні промені, які потім зводяться разом і інтерферують. Якщо картина інтерференції залишається постійною, то ніякої хвилі немає, якщо ж вона змінюється, значить змінюються і відносини між довжинами вигод, що говорить про проходження гравітаційної хвилі. Існують й інші варіанти гравітаційних антен, але за своїми параметрами вони набагато поступаються лазерним.
Сьогодні у світі повноцінно працює чотири лазерно-інтерферометричні антени: німецько-британська GEO600, європейська Virgo і пара американських LIGO. GEO600 найбільш стара і її точності не вистачає для реєстрації реальних подій. Однак її роль виключно важлива, оскільки на ній відпрацьовуються багато ключових технологій.
У грудні 2019 року до спостережень повинна приєднатися японська установка KAGRA. Навесні вчені почали підготовчі роботи: 13 квітня з її тунелів почали відкачувати повітря, а 2 травня почалося охолодження пробних мас. У KAGRA застосовується ряд нових технологічних рішень. Зокрема, це перша антена з достатньою для фіксації реальних злиттів чутливістю, розташована під землею. Також у ній вперше використовується кріогенне охолодження пробних мас, до яких прикріплені дзеркала для лазерів.
4 жовтня представники LIGO, Virgo і KAGRA підписали меморандум про домовленість, який передбачає проведення спільних спостережень і обмін отримуваними даними. Включення нової обсерваторії, яка розташована далеко від існуючих, значно поліпшить локалізацію подій: оскільки гравітаційні хвилі проходять крізь установки в різний час, то з тимчасової затримки вдається відновити напрямок на їхнє джерело.
Наприклад, єдина на даний момент гравітаційна подія, яку також спостерігали звичайні телескопи, - злиття нейтронних зірок в 2017 році - було локалізовано LIGO і Virgo в області неба площею 30 квадратних градусів, тобто близько 0,07 відсотків всієї сфери. Це досить мало для покриття телескопами, але вимагає помітного часу. Включення KAGRA має скоротити таку область в три рази, що дозволить вченим швидше знайти об'єкт, і, отже, отримати більш цінну інформацію про електромагнітну яскравість через короткий час після випромінювання гравітаційних хвиль.
Також все більш реальними стають плани з будівництва копії антени LIGO в Індії - її запуск передбачається здійснити в 2025 році. Раніше повідомлялося, Китай почав будувати власну гравітаційну антену, в якій буде спостерігатися інтерференція не випромінювання, а хвиль матерії - атомних лазерів. Також вченим вдалося відтворити квантовий шум гравітаційних антен при кімнатній температурі, а астрономи з'ясували, що майбутня космічна гравітаційна антена LISA зможе знайти планети у подвійних білих карликів по всій Галактиці.