Гравитационный шёпот миллиарда чёрных дыр. Учёные нашли новый способ измерить скорость расширения Вселенной

Физики предложили «стохастическую сирену» для уточнения скорости расширения Вселенной.


ubk10d9vcxwgekgh8il2ow2vwm642jx8.jpg

Вселенная расширяется, и космологи давно научились измерять скорость этого процесса. Проблема в том, что разные методы дают разные цифры. Данные о ранней Вселенной рисуют одну картину, наблюдения за более поздними эпохами — другую. Разрыв между значениями постоянной Хаббла получил название «хаббловское напряжение» и уже несколько лет остается одной из самых острых загадок современной космологии.

Группа астрофизиков и физиков из The Grainger College of Engineering при Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн и из Чикагского университета предложила новый способ вычислить постоянную Хаббла с помощью гравитационных волн — крошечных ряби в ткани пространства-времени. Исследователи повысили точность по сравнению с прежними «гравитационно-волновыми» оценками и показали, как будущие наблюдения могут еще сильнее сузить диапазон возможных значений.

Николас Юнес, профессор физики Университета Иллинойса и директор Illinois Center for Advanced Studies of the Universe, назвал результат принципиально важным. По словам ученого, независимое измерение постоянной Хаббла необходимо, чтобы разобраться с расхождениями между ранней и поздней Вселенной, а новая методика повышает точность выводов, основанных на гравитационных волнах. Соавтор работы Дэниел Хольц из Чикагского университета добавил, что исследователи фактически создали новый инструмент для космологии. Анализ фонового «гула» гравитационных волн от слияний черных дыр в далеких галактиках позволяет уточнять возраст и состав Вселенной и открывает направление для дальнейших исследований.

С начала XX века ученые применяют два основных подхода к измерению скорости расширения. Первый опирается на электромагнитные наблюдения, например на вспышки сверхновых. Астрономы знают их светимость, поэтому могут вычислить расстояние до взрыва и скорость удаления галактики. Второй подход использует гравитационные волны, возникающие при столкновениях компактных объектов вроде черных дыр. Такие волны распространяются со скоростью света и достигают наземных детекторов сети LIGO–Virgo–KAGRA, объединяющей более двух тысяч исследователей.