Гравитационно-волновая астрономия предоставляет уникальный новый способ изучения истории расширения Вселенной. 17 августа 2017 года коллаборации LIGO и Virgo впервые обнаружили гравитационные волны в результате слияния пары нейтронных звёзд. Гравитационно-волновой сигнал сопровождался рядом аналоговых данных, идентифицированных с помощью электромагнитных телескопов.
Это открытие позволило астрономам непосредственно измерить постоянную Хаббла – единицу измерения, которая говорит нам о том, как быстро расширяется Вселенная. В своём недавнем исследовании, астрономы Чжицян Ю и Синцзян Чжу, искали альтернативный способ изучения Вселенной с помощью гравитационно-волновых наблюдений.
По сравнению со слияниями нейтронных звёзд слияния чёрных дыр являются гораздо более распространёнными источниками гравитационных волн. Принимая во внимание тот факт, что до сих пор было обнаружено только два слияния нейтронных звёзд, коллаборации LIGO и Virgo опубликовали 10 событий слияния бинарных чёрных дыр, и сообщалось ещё о десятках кандидатов.
К сожалению, от слияния чёрных дыр электромагнитного излучения не ожидается. Новое исследование OzGrav показывает, что существует уникальная особенность (распределение масс) в спектре чёрной дыры, которая может помочь определить историю расширения нашей Вселенной, используя только данные гравитационных волн.
“Наша работа изучала перспективы с детекторами гравитационных волн третьего поколения, которые позволят нам увидеть каждое слияние двойной чёрной дыры во Вселенной”, – сказал Чжицян Ю.
Помимо постоянной Хаббла, существуют и другие факторы, которые могут влиять на распределение масс чёрной дыры. Например, учёные до сих пор не уверены в точном местонахождении разрыва массы чёрной дыры и в том, как число слияний чёрных дыр изменялось за всю космическую историю.
Новое исследование демонстрирует, что можно одновременно измерять массы чёрных дыр наряду с постоянной Хаббла. Предполагается, что детектор третьего поколения, такой как телескоп Эйнштейна, сможет измерить постоянную Хаббла с точностью до одного процента в течение одного года эксплуатации. Более того, исследование показало, что всего за одну неделю можно выделить стандартную космологию тёмной энергии и тёмной материи с её простыми альтернативами.
