Чёрные дыры «взвесили» скорость расширения Вселенной экспресс
Точность космологических ограничений от гравитационно-волновых спектральных сирен критически зависит от полноты описания распределения масс (МР) двойных чёрных дыр (BBH). Проанализированы 137 событий BBH из GWTC-4.0 с помощью нового полупараметрического метода на основе B-сплайнов, который адаптивно размещает узлы вокруг наиболее информативных структур МР, сохраняя умеренную размерность параметрического пространства. Гибкие модели выделяют три отчётливых пика при ~10, 18 и 33 M⊙ и статистически предпочтительнее стандартных параметрических моделей (фактор Байеса до 226). Поскольку эти особенности коррелируют с H0, полупараметрическая модель даёт улучшение точности H0 на 12–21% (в зависимости от априорных предположений) по сравнению с параметрическими, приводя к H0 = 57.8+21.9−20.6 км/с/Мпк в лучшем случае. Результаты показывают, что учёт всей сложности распределения масс BBH необходим для реализации космологического потенциала спектральных сирен по мере роста каталогов гравитационных волн.
Каждое слияние чёрных дыр рождает гравитационные волны — рябь в ткани Вселенной, — предсказанные Эйнштейном и впервые зафиксированные при ключевом вкладе Кипа Торна. Как удары в гигантский колокол, они несут информацию о массе: большинство столкновений группируется вокруг трёх значений — 10, 18 и 33 массы Солнца.
Расширение Вселенной, открытое Эдвином Хабблом, растягивает этот звон, понижая тона. Измерив сдвиг по 137 сигналам, учёные вычислили темп расширения: около 58 километров в секунду на каждые 3 миллиона световых лет (мегапарсек) — с точностью на 21% выше прежних методов. Главный сюрприз: чёрные дыры в 33 солнца когда-то были исключением, а теперь задают громкую ноту в оркестре. Чем больше слияний мы регистрируем, тем чище звучит вселенский камертон, и в будущем он, возможно, позволит расслышать даже шёпот тёмной энергии.
🎯 Самый лёгкий пик — 10 солнечных масс — рождается при коллапсе обычной звезды. А чёрные дыры в 33 солнца считались раритетом, но теперь их находят всё чаще, и именно они задают мощную ноту в симфонии слияний.