Вселенная расширяется, но с какой скоростью — вопрос, который не даёт покоя астрономам уже десятилетия. Два способа измерения дают разные ответы, и этот разрыв называют напряжением Хаббла. Одни смотрят на раннюю Вселенную через реликтовое излучение, другие — на близкие сверхновые и цефеиды. Разница небольшая, но упрямая: около 9%. Это как если бы два термометра в одной комнате показывали 20 и 22 градуса — вроде бы оба правы, но почему-то расходятся.
Новый подход предлагает не спорить о точном значении постоянной Хаббла, а построить тест, который от неё вообще не зависит. Идея в том, чтобы взять два типа расстояний: одно измеряется по задержке света в гравитационной линзе (когда массивный объект искривляет путь света, и мы видим несколько изображений одного и того же источника, приходящих в разное время), а другое — по гравитационным волнам от слияния нейтронных звёзд, которые работают как стандартные сирены: их истинная яркость известна из физики, поэтому по наблюдаемой яркости можно вычислить расстояние. Отношение этих двух расстояний зависит только от того, как менялась скорость расширения со временем, а не от её абсолютного значения сегодня.
Сравнивая это отношение, предсказанное по данным ранней Вселенной, с измеренным в поздние времена, учёные получают чистую проверку: если они совпадают, значит, стандартная модель расширения верна, а напряжение Хаббла вызвано ошибками измерений. Если нет — значит, в какой-то момент после Большого взрыва Вселенная расширялась не так, как мы думали. А если добавить независимое измерение постоянной Хаббла, можно даже сказать, в какой именно эпохе произошло отклонение.
Пока что метод ждёт данных: нужно поймать гравитационные волны, которые прошли через гравитационную линзу. Таких событий пока не зафиксировано, но детекторы LIGO и Virgo совершенствуются, и в ближайшие годы они могут принести первые результаты. Тогда у нас появится новая космологическая линейка — без делений, но с очень точной шкалой.
Гравитационные волны от слияния нейтронных звёзд настолько слабы, что детекторы LIGO улавливают изменение длины своих четырёхкилометровых плеч на тысячную долю диаметра протона — это как измерить расстояние до ближайшей звезды с точностью до толщины человеческого волоса.