Гравитационные волны помогут объяснить, почему Вселенная расширяется с ускорением

Физики предложили наблюдать, как гравитационные волны от слияния черных дыр или нейтронных звезд взаимодействуют со сверхмассивными черными дырами. Предполагается, что это поможет понять, почему наша Вселенная расширяется с ускорением.

Гравитационные волны могут многое рассказать о мире, в котором мы живем. Физики предложили использовать эти колебания пространства-времени, чтобы понять природу ускоренного расширения Вселенной

Наша Вселенная постоянно расширяется и скорость этого процесса только растет. Однако такое описание плохо поддается объяснению с помощью существующих физических моделей. Одно из предположений гласит, что на больших масштабах гравитация ведет себя иначе, чем ее описывает теория относительности. До сих пор способа проверить это ученые не придумали.

Авторы новой работы предложили использовать для этой цели гравитационные волны. Исследователи утверждают, что необходимо изучить взаимодействие гравитационных волн со сверхмассивными черными дырами или скоплениями галактик. То, как изменятся характеристики гравитационной волны после этого, покажет, правильно ли мы понимаем гравитацию, или нет.

Например, в одной из теорий для описания ускоренного расширения Вселенной физики вводят дополнительную частицу. Она, помимо прочих эффектов, создавала бы своего рода «среду» вокруг больших объектов. Если бы движущаяся гравитационная волна столкнулась со сверхмассивной черной дырой, она породила бы новые колебания пространства-времени. В зависимости от того, с чем столкнулась волна — с самой дырой или «средой», — результирующее колебание имело бы свои особенности.

В своем исследовании ученые провели математическое моделирование и описали, как будут меняться характеристики волн при различных сценариях. Авторы надеются использовать результаты своей работы для анализа данных, которые гравитационно-волновой детектор LIGO получит в 2022 году, когда его вновь запустят после модернизации.