Вселенная расширяется, и каждое скопление галактик участвует в грандиозном космическом танце. Темп этого танца задаёт постоянная Хаббла — ключевая величина, описывающая скорость расширения. Впервые её измерил Эдвин Хаббл почти век назад, но уточнить число до сих пор сложно: нужна «линейка», способная работать на расстояниях в миллиарды световых лет.
Теперь в ход пошли «космические барабаны» — гравитационные волны, рябь пространства-времени, рождающаяся при столкновении мёртвых звёзд. В отличие от света, эти волны несут отпечаток расстояния напрямую. Учёные сопоставили «громкость» двух таких сигналов с картами миллионов галактик, полученными в оптических обзорах. Идея проста: гравитационная волна даёт информацию о расстоянии, а карта галактик — о распределении материи; их корреляция должна достигать пика там, где танец расширения и ритм волн сходятся.
Этот пик корреляции был обнаружен со статистической уверенностью 5,9 сигма. Он позволил вычислить скорость расширения: 67 километров в секунду на мегапарсек. Иными словами, галактика, удалённая от нас на 3 миллиона световых лет, убегает с такой скоростью — аналогия с танцем помогает представить, хотя в реальности расширяется само пространство.
Удивительно, что метод сработал, даже когда точное положение одной из галактик-источников оставалось неизвестным. Всего два замера гравитационных волн открыли путь к независимой космической линейке будущего — инструменту, который не зависит от света и может пролить свет на природу расширения Вселенной.
В астрономии расстояния определяют по объектам известной яркости — их называют «стандартными свечами». Гравитационные волны работают иначе: их громкость прямо говорит о дистанции. Поэтому такие источники прозвали «стандартными сиренами» — космический звук, который сам сообщает, насколько он далеко.