Гравитационные волны могут объяснить, почему Вселенная расширяется с ускорением

Ни одна теория, описывающая Вселенную, не объясняет ускоренное расширение нашего мира. В новом исследовании, опубликованном в журнале Physical Review D, астрономы показывают, что ключом к обнаружению причин могут стать тонкие колебания ткани пространства-времени, называемые гравитационными волнами.

Гравитационные волны – это рябь в самой ткани пространства-времени. Их существование еще более ста лет назад предсказал Альберт Эйнштейн, однако зафиксировать их ученые смогли лишь 5 лет назад. Волны замечают с помощью обсерваторий LIGO (лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория). Каждый раз, когда два очень тяжелых объекта сталкиваются далеко во Вселенной, они создают рябь, которая движется по космосу, неся сигнатуру того, что ее сотворило.

В своей работе ученые Калифорнийского университета в Чикаго предположили, что если гравитационные волны на пути к Земле встречают сверхмассивную черную дыру или скопление галактик, то характер волны меняется. Она может образовывать различные формы гравитационного «эха», искажаясь, расщепляясь на части или трансформируясь другим образом. Эта разница и будет свидетельством в пользу существования неизвестных физических законов. Ученые определили, как может выглядеть такое взаимодействие. Это позволит выявить его при будущих наблюдениях с помощью детекторов гравитационных волн.

Если источник ряби и черная дыра расположены относительно близко к Млечному Пути, почти все подобные изменения можно уловить с помощью обновленных сенсоров у телескопа LIGO. Его модернизируют в следующем году. Если же подобных свойств у волн, которые прошли через окрестности массивных объектов, нет, то можно сильно сузить поле поисков «новой физики» и узнать некоторые свойства частиц темной материи и природу темной энергии.

Ученые уверены, это новый способ поможет лучше освоить Вселенную и раскрыть все ее секреты.