Приборы зафиксировали сжатие и растяжение пространства-времени

Сразу несколько международных и междисциплинарных исследовательских групп опубликовали в рецензируемых журналах работы, посвященные 15-летнему изучению синхронизации пульсаров. Все они доказывают, что Вселенная ритмично растягивает и сжимает пространство-время.

Одна из таких работ опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters. Исследование было проведено группой из Североамериканской наногерцовой обсерватории гравитационных волн NANOGrav. Общий вывод: Вселенная гудит от гравитационного излучения - очень низкочастотного гула, который ритмично растягивает и сжимает пространство-время и заключенную в нем материю.

Как сообщает Phys.org, к такому же выводу пришли и несколько других групп исследователей со всего мира, которые одновременно опубликовали в июне множество статей. Все они описывают более чем 15-летние наблюдения за миллисекундными пульсарами в Млечном Пути. Ученые пишут, что на точные ритмы пульсаров влияет растяжение и сжатие пространства-времени, "вину" в чем они возлагают на гравитационные волны, распространяющиеся на очень низких частотах.

К слову, гравитационные волны были впервые обнаружены Лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерваторией (LIGO) только в 2015 году, хотя их существование было предсказано еще Эйнштейном. Однако до последнего времени в распоряжении ученых попросту не было сверхчувствительных приборов, которые могли бы зафиксировать такие волны.

Ранее было установлено, что коротковолновые изменения системы "пространство-время" вызываются слиянием маломассивных черных дыр, а иногда и нейтронных звезд. Возник вопрос о том, создаются ли длинные гравитационные волны также черными дырами? В статье консорциума NANOGrav приводятся доказательства того, что гул Вселенной создается сотнями тысяч пар сверхмассивных черных дыр, которые за всю свою долгую историю достаточно приблизились друг к другу, чтобы слиться.

Команда провела моделирование популяций сверхмассивных двойных черных дыр и сравнила предсказанные сигнатуры гравитационных волн с самыми последними наблюдениями NANOgrav. Анализ подтвердил, что на протяжении 13,8 миллиарда лет существования Вселенной черные дыры порождали гравитационные волны, которые сегодня накладываются друг на друга, как рябь на воде от горсти брошенных в нее камешков.

Поскольку длина гравитационных волн измеряется в световых годах, для их обнаружения потребовалась решетка из антенн размером с галактику. Такой естественной решеткой для исследователей стал набор миллисекундных пульсаров. К слову, другими возможными причинами появления фоновых гравитационных волн, как сообщается в ряде работ, могут быть аксионы темной материи - первичные черные дыры, оставшиеся со времен ранней Вселенной, и космические струны.