В прошлом году сеть детекторов гравитационных волн Advanced LIGO-VIRGO зарегистрировала данные 35 сливающихся черных дыр и нейтронных звезд. Отличный результат — но что они упустили? Как выяснилось всего лишь 8 миллиардов световых лет эволюции Вселенной.

По словам доктора Рори Смита из Центра передовых технологий ARC по исследованию гравитационных волн в Университете Монаш в Австралии, существует еще 2 миллиона гравитационно-волновых событий от слияния черных дыр, которые ученые так и не смогли обнаружить.

Доктор Смит и его коллеги, также из Университета Монаш, разработали метод обнаружения присутствия этих слабых или «фоновых» событий, которые на сегодняшний день остались незамеченными. Примечательно, что данная методика исключает необходимость обнаруживать каждое из них в отдельности.

Метод, который в настоящее время разрабатывается сообществом LIGO — «означает, что мы можем смотреть на 8 миллиардов световых лет дальше, чем мы наблюдаем в настоящее время. Это даст нам представление о том, как выглядела ранняя вселенная, а также даст представление об эволюции вселенной».

В статье, недавно опубликованной в журнале Королевского астрономического общества, подробно рассказывается, как исследователи будут измерять свойства фона гравитационных волн от миллионов неразрешенных слияний в черных дырах.

Двоичные слияния черных дыр выделяют огромное количество энергии в виде гравитационных волн и в настоящее время регулярно обнаруживаются сетью детекторов Advanced LIGO-Virgo. По словам соавтора нового исследования Эрика Трейна из OzGrav-Monash, эти гравитационные волны, генерируемые отдельными бинарными слияниями, несут информацию о пространстве-времени и ядерной материи в самых экстремальных средах во Вселенной. Отдельные наблюдения гравитационных волн отслеживают эволюцию звезд, звезд скопления и галактики.

«Собрав воедино информацию о многих событиях слияния, мы можем начать понимать среду, в которой звезды живут и развиваются, и то, что обусловливает их возможную судьбу — черные дыры. Чем дальше мы видим гравитационные волны от этих слияний, тем моложе Вселенная. Мы можем проследить эволюцию звезд и галактик в течение всего космического времени, назад, когда Вселенная была частью ее нынешнего возраста».

Исследователи измеряют популяционные свойства двойных слияний черных дыр, такие как распределение масс черных дыр. Подавляющее большинство компактных бинарных слияний производят гравитационные волны, которые слишком слабы для однозначных обнаружений, поэтому наши обсерватории в настоящее время пропускают огромное количество информации.