Kuigi Einsteini võrrandid ennustasid gravitatsioonilaineid enam kui sajand tagasi, kinnitati nende olemasolu alles viimase kümnendi jooksul – 14. septembril 2015, kui USAs Livingstonis ja Hanfordis asuvad LIGO detektorid registreerisid signaali kahe musta augu ühinemisest. See murranguline avastus pani alguse gravitatsioonilainete astronoomiale ja lõi täiesti uue viisi universumi päritolu ja selle kõige äärmuslikemate taevakehade, nagu mustad augud ja neutrontähed, jälgimiseks. Ka gravitatsioonilainete alase teadustöö algus KBFI-s jääb 2015. aastasse.
Meie rühm keskendub gravitatsioonilainete füüsika teoreetilistele, fenomenoloogilistele ja andmeanalüüsi aspektidele. Osaleme rahvusvahelistes eksperimentaalsetes ettevõtmistes, sealhulgas Euroopa kosmoseagentuuri LISA (Laser Interferometer Space Antenna) kosmosemissioonis, mis uurib gravitatsioonilaineid mHz sagedustel, ning aatominterferomeetrial põhinevate detektorite arendamises TVLBAI (Terrestrial Very Long Baseline Atom Interferometers) protokollaboratsioonis. Lisaks teeme tihedat koostööd teadlastega ET (Einstein Telescope), EPTA (European Pulsar Timing Array) ja LIGO–Virgo–KAGRA (LVK) koostöövõrgustikes. Oma tegevuste kaudu ühendame teooria ja eksperimendi, et edendada teaduslikku arusaamist varasest universumist ja universumi kompaktseimatest taevakehadest.
KBFI gravitatsioonilainete uurimist toetavad mitmed ETAGi teadusgrantid, sealhulgas tippkeskus TK202 “Fundamentaalne universum”, milles üheks keskseks teemaks on gravitatsioonilained. TK202 gravitatsioonilainete töörühma juhib Hardi Veermäe.
KBFI gravitatsioonilainete alane uurimistöö hõlmab nii kosmoloogilisi kui ka astrofüüsikalisi gravitatsioonikiirguse allikaid. Kosmoloogias uurime gravitatsioonilainete signatuure varase universumi nähtustest, nagu kosmilised faasisiirded, inflatsioon ja ürgmustade aukude teke. Astrofüüsikas käsitleme supermassiivsete mustade aukude dünaamikat ja päritolu kasutades pulsarite ajastusvõrkude gravitatsioonilainete vaatlusi.
Gravitatsioonilainetega seotud teadustöö KBFIs hõlmab järgmisi uurimisteemasid:
