Несколько групп специалистов по всему миру сделали революционное открытие, которое представляет собой убедительное доказательство воздействия гравитационных волн на нашу галактику. Это открытие, сделанное путем анализа временных сигналов, испускаемых пульсарами, предполагает наличие гигантских, длинноволновых гравитационных волн, проходящих через космос. Хотя до прямого обнаружения еще далеко, вероятность значимости этих находок превышает 99 процентов.
Массивные космические события порождают гравитационные волны, похожие на рябь, распространяющуюся по пруду, когда в него бросают камень. Эти волны распространяются в пространстве-времени, растягивая и сжимая его во всех направлениях со скоростью света. Хотя пространство-время должно кишеть гравитационными волнами из-за множества космических событий, происходящих во Вселенной, их обнаружение становится сложной задачей на более длинных наногерцовых волнах, которые могут охватывать световые годы. Размеры Земли ограничивают нашу способность наблюдать их, особенно волны, порожденные массивными событиями, такими как слияния сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик.
К счастью, наша галактика предлагает решение этой проблемы. Радиопульсары, быстро вращающиеся нейтронные звезды, которые испускают сигналы в точно установленное время, могут быть подвержены влиянию наногерцовых гравитационных волн. Эти пульсары действуют как космические маяки, испуская лучи радиоизлучения от своих магнитных полюсов, которые проносятся мимо Земли. Скрупулезно анализируя время этих импульсов, которые отличаются удивительной точностью, мы можем обнаружить тонкое растяжение и сжатие пространства-времени, вызванное гравитационными волнами.
Первые признаки этого сигнала были замечены ранее: в январе 2021 года NANOGrav опубликовал работу, в которой изложил свои предварительные выводы по данным синхронизации пульсаров. Международный массив синхронизации пульсаров последовал их примеру в январе 2022 года со своим собственным набором пульсаров.
Хотя точная причина наблюдаемого сигнала остается неубедительной из-за отсутствия подтвержденного обнаружения гравитационных волн, наиболее вероятным объяснением являются сверхмассивные черные дыры. Ожидается, что слияние этих колоссальных небесных объектов породит огромное количество гравитационно-волнового шума, сравнимого с ревом моря.
Однако сверхмассивные черные дыры — не единственный потенциальный источник гравитационного волнового фона. Другие возможности включают космические струны, фазовые изменения во Вселенной и быстрое раздувание пространства после Большого взрыва. Рождение самой Вселенной также могло породить гравитационные волны, хотя их длина волны была бы столь же огромной, как и сама Вселенная, что сделало бы их недоступными для наших нынешних возможностей обнаружения.