Физика переживает неловкий момент. Есть проблема, которую учёные деликатно называют «хаббловским напряжением» (Hubble tension), и она не даёт покоя космологам уже не первый год. Суть в том, что два разных способа измерить скорость расширения Вселенной дают два разных результата. Причём расхождение упорно не хочет списываться на погрешности. Что-то в нашем понимании фундаментальной физики, судя по всему, сломано.
Теперь группа физиков предлагает довольно неожиданный подход к решению. Они считают, что разгадку можно найти, прислушавшись к тихому фоновому гулу, который создают чёрные дыры по всей Вселенной. Речь идёт о коллективном «гудении» гравитационных волн — ряби в ткани пространства-времени, порождаемой множеством источников одновременно. Каждая чёрная дыра вносит свой вклад в этот космический шум, и вместе они формируют нечто вроде постоянного низкочастотного фона.
Гравитационные волны сами по себе были подтверждены экспериментально лишь сравнительно недавно, и с тех пор каждое новое наблюдение открывает какую-нибудь дверцу. Но ловить отдельные всплески от слияния двух чёрных дыр — это одно. А вот уловить слабый суммарный гул от бесчисленного множества источников — задача совершенно другого масштаба.
Для этого Европейское космическое агентство (ESA) разрабатывает детектор LISA (Laser Interferometer Space Antenna). Это будет космический инструмент, способный регистрировать гравитационные волны в диапазонах, недоступных наземным обсерваториям. LISA пока находится на стадии подготовки, конкретная дата запуска ещё впереди, но сам проект уже формирует вокруг себя целый пласт теоретических ожиданий.
Почему именно этот фоновый гул может помочь с хаббловским напряжением? Дело в том, что гравитационные волны несут информацию о расстояниях и скоростях космических объектов, причём делают это независимо от электромагнитного излучения. Это принципиально другой канал данных. Если удастся точно измерить характеристики гравитационно-волнового фона, появится третий, совершенно самостоятельный способ оценки темпа расширения Вселенной. И тогда станет яснее, какой из двух существующих методов ближе к истине — или, возможно, оба окажутся не совсем правы.
Хаббловское напряжение — одна из самых раздражающих проблем в современной физике. Не потому что она катастрофическая, а потому что она какая-то... упрямая. Расхождение не огромное, но статистически значимое, и с годами оно не рассасывается, а скорее укрепляется. Каждый новый замер с каждой стороны только подтверждает: да, числа не сходятся. Это может означать, что в стандартной космологической модели чего-то не хватает.
Физики возлагают на LISA серьёзные надежды. Если детектор сумеет вычленить из космического шума тот самый коллективный сигнал от чёрных дыр, это будет не просто красивый эксперимент. Это потенциально даст инструмент для калибровки космологических измерений с точностью, которая раньше была недоступна.
Конечно, пока всё это остаётся в плоскости теории и проектирования. LISA ещё не летает, данные ещё не получены, и скептики вполне резонно могут спросить: а что если гул окажется слишком слабым, или его не удастся отделить от других источников шума? Эти сомнения законны. Но сама идея — использовать коллективный голос чёрных дыр для починки нашей картины мира — выглядит, пожалуй, одной из самых элегантных ставок в современной космологии.
Теперь группа физиков предлагает довольно неожиданный подход к решению. Они считают, что разгадку можно найти, прислушавшись к тихому фоновому гулу, который создают чёрные дыры по всей Вселенной. Речь идёт о коллективном «гудении» гравитационных волн — ряби в ткани пространства-времени, порождаемой множеством источников одновременно. Каждая чёрная дыра вносит свой вклад в этот космический шум, и вместе они формируют нечто вроде постоянного низкочастотного фона.
Гравитационные волны сами по себе были подтверждены экспериментально лишь сравнительно недавно, и с тех пор каждое новое наблюдение открывает какую-нибудь дверцу. Но ловить отдельные всплески от слияния двух чёрных дыр — это одно. А вот уловить слабый суммарный гул от бесчисленного множества источников — задача совершенно другого масштаба.
Для этого Европейское космическое агентство (ESA) разрабатывает детектор LISA (Laser Interferometer Space Antenna). Это будет космический инструмент, способный регистрировать гравитационные волны в диапазонах, недоступных наземным обсерваториям. LISA пока находится на стадии подготовки, конкретная дата запуска ещё впереди, но сам проект уже формирует вокруг себя целый пласт теоретических ожиданий.
Почему именно этот фоновый гул может помочь с хаббловским напряжением? Дело в том, что гравитационные волны несут информацию о расстояниях и скоростях космических объектов, причём делают это независимо от электромагнитного излучения. Это принципиально другой канал данных. Если удастся точно измерить характеристики гравитационно-волнового фона, появится третий, совершенно самостоятельный способ оценки темпа расширения Вселенной. И тогда станет яснее, какой из двух существующих методов ближе к истине — или, возможно, оба окажутся не совсем правы.
Хаббловское напряжение — одна из самых раздражающих проблем в современной физике. Не потому что она катастрофическая, а потому что она какая-то... упрямая. Расхождение не огромное, но статистически значимое, и с годами оно не рассасывается, а скорее укрепляется. Каждый новый замер с каждой стороны только подтверждает: да, числа не сходятся. Это может означать, что в стандартной космологической модели чего-то не хватает.
Физики возлагают на LISA серьёзные надежды. Если детектор сумеет вычленить из космического шума тот самый коллективный сигнал от чёрных дыр, это будет не просто красивый эксперимент. Это потенциально даст инструмент для калибровки космологических измерений с точностью, которая раньше была недоступна.
Конечно, пока всё это остаётся в плоскости теории и проектирования. LISA ещё не летает, данные ещё не получены, и скептики вполне резонно могут спросить: а что если гул окажется слишком слабым, или его не удастся отделить от других источников шума? Эти сомнения законны. Но сама идея — использовать коллективный голос чёрных дыр для починки нашей картины мира — выглядит, пожалуй, одной из самых элегантных ставок в современной космологии.