Гравітаційні хвилі. Фізики знайшли спосіб виміряти швидкість розширення Всесвіту

Це відкриття може стати ключем до розв’язання«розбіжності Хаббла» — однієї з найважливіших проблем сучасної космології, де дані про ранній та пізній Всесвіт дають суперечливі результати.

Читайте также: Сяйво крижаного гіганта. Телескоп Вебб вперше картував магнітне поле Урана

Новий підхід базується на використанні гравітаційних хвиль — крихітних зморшок у тканині простору-часу, що виникають під час зіткнення масивних об’єктів, таких як чорні діри. Традиційно вчені використовували«стандартні свічки»(світло від наднових зірок) або окремі сигнали гравітаційних хвиль, які можна чітко зафіксувати. Проте команда дослідників на чолі з професорами Ніколасом Юнесом та Даніелем Гольцом запропонувала використовувати так званий«фоновий шум» гравітаційних хвиль.

Цей метод, названий«стохастичним методом сирени», аналізує сукупність енергетичних зіткнень у далеких галактиках, які мережа детекторів LVK(LIGO-Virgo-KAGRA) наразі не здатна виокремити як індивідуальні події.

Науковці виявили пряму залежність: за нижчих значень сталої Хаббла загальний об’єм простору, де відбуваються зіткнення, менший, а отже, щільність таких подій і інтенсивність фонового сигналу мають бути вищими.

Відсутність реєстрації такого потужного фонового сигналу на поточних потужностях уже дозволяє відкинути певні низькі значення швидкості розширення.

Читайте также: «Майже завжди застосовує ядерну зброю»: вчені приголомшені симуляцією війни зі штучним інтелектом

За словами провідного автора дослідження Брайса Казінса, поєднання даних від окремих зіткнень із аналізом стохастичного фону значно підвищує точність вимірювань. Це дає змогу краще зрозуміти склад та еволюцію Всесвіту, включаючи роль темної енергії та темної матерії. Очікується, що протягом наступних шести років чутливість детекторів зросте настільки, що цей фон буде офіційно виявлено.

Результати дослідження, що з’являться у журналі Physical Review Letters 11 березня, демонструють життєздатність гравітаційної астрономії як незалежного інструменту. Вчені впевнені: щойно метод«стохастичної сирени» запрацює на повну потужність, людство наблизиться до розуміння того, чи є розбіжність Хаббла ознакою помилки в розрахунках, чи доказом існування принципово нової фізики раннього Всесвіту.