Ученые наконец-то услышали хор гравитационных волн, пронизывающих Вселенную.

Ученые впервые заметили слабую рябь, вызванную движением черных дыр, мягко растягивающих и сжимающих все во Вселенной.

В среду они сообщили, что смогли «услышать» так называемые низкочастотные гравитационные волны — изменения в ткани Вселенной, которые генерируются массивными объектами, движущимися и сталкивающимися в космосе.

сказала Маура Маклафлин, содиректор НАНОграв, исследовательского объединения, опубликовавшего результаты в Письма из астрофизического журнала.

Эйнштейн предсказал, что когда действительно тяжелые объекты движутся в пространстве-времени — ткани нашей Вселенной — они создают рябь, которая распространяется по этой ткани. Ученые иногда сравнивают эту рябь с фоновой музыкой Вселенной.

В 2015 году ученые впервые использовали эксперимент под названием LIGO для обнаружения гравитационных волн и показали, что Эйнштейн был прав. Но до сих пор эти методы позволяли улавливать волны только на высоких частотах, объясняет Кьяра Мингарелли из Nanograph, астрофизик из Йельского университета.

Мингарелли сказал, что эти быстрые «щебетания» происходят в определенные моменты, когда молодые черные дыры и мертвые звезды сталкиваются друг с другом.

В последних исследованиях ученые искали волны с гораздо более низкими частотами. Эта медленная рябь может занять годы или даже десятилетия, чтобы циклически подниматься и опускаться, и может исходить от некоторых из крупнейших объектов в нашей Вселенной: сверхмассивных черных дыр, в миллиарды раз более массивных, чем наше Солнце.

Галактики во Вселенной постоянно сталкиваются и сливаются. Когда это происходит, ученые думают, что сверхмассивные черные дыры в центрах этих галактик также собираются и вовлекаются в танец, прежде чем, наконец, схлопнуться друг с другом, объяснил Забольч-Марка, астрофизик из Колумбийского университета, который не участвовал в исследовании.

Черные дыры излучают гравитационные волны, вращаясь вокруг этих пар, известных как двойные системы.

«Сверхмассивные двойные черные дыры, медленно и тихо вращающиеся вокруг друг друга, — это ноты и басы космической оперы», — сказал Марка.

На Земле нет инструментов, способных улавливать волны от этих гигантов. «Нам пришлось построить детектор размером примерно с галактику», — сказал исследователь НАНОграв Майкл Ламм из Института SETI.

Результаты, опубликованные на этой неделе, включали данные за 15 лет от НАНОграв, которая использует телескопы по всей Северной Америке для поиска волн. Другие группы охотников за гравитационными волнами по всему миру также опубликовали исследования, в том числе в Европе, Индии, Китае и Австралии.

Ученые направили телескопы на мертвые звезды, называемые пульсарами, которые испускают вспышки радиоволн, кружась в пространстве, как маяки.

Эти всплески настолько регулярны, что ученые точно знают, когда радиоволны должны достичь нашей планеты — «как совершенно правильные часы, отсчитывающие время в космосе», — сказала Сара Вигеланд, доктор медицинских наук, астрофизик из Университета Висконсин-Милуоки. . Но когда гравитационные волны искажают ткань пространства-времени, они фактически изменяют расстояние между Землей и этими пульсарами, отбрасывая этот устойчивый пульсар.

Анализируя тонкие изменения в частоте вращения разных пульсаров — одни пульсары появлялись немного раньше, а другие позже — ученые могли сказать, что через них проходят гравитационные волны.

Команда НАНОграв наблюдала за 68 пульсарами на небе с помощью телескопа Грин-Бэнк в Западной Вирджинии, телескопа Аресибо в Пуэрто-Рико и Очень большого массива в Нью-Мексико. Другие команды нашли аналогичные доказательства у десятков других пульсаров, которые были замечены телескопами по всему миру.

До сих пор этот метод не мог точно отследить, откуда исходят эти низкочастотные волны, сказал Марк Камионковски, астрофизик из Университета Джона Хопкинса, не участвовавший в исследовании.

Вместо этого, по словам Камионковского, это показывает постоянный шум, который нас окружает, — например, когда вы стоите посреди вечеринки: «Вы услышите, как все эти люди разговаривают, но не услышите ничего особенного».

По словам Мингарелли, фоновый шум, который они обнаружили, «громче», чем ожидали некоторые ученые. Это может означать, что в космосе происходит больше или больше слияний черных дыр, чем мы думали, или указывать на другие источники гравитационных волн, которые могут бросить вызов нашему пониманию Вселенной.

Исследователи надеются, что продолжение изучения этого типа гравитационных волн поможет нам узнать больше о крупнейших объектах нашей Вселенной. Marca заявила, что может открыть новые двери для «космологической археологии», которая может проследить историю черных дыр и слияния галактик вокруг нас.

«Мы начинаем открывать это новое окно во вселенную», — сказал Вигеланд.