Гравитационные волны — это рябь в ткани пространства-времени, расходящаяся от массивных источников подобно кругам на воде от брошенного камня. Когда такая волна огибает галактику, её траектория искривляется — совсем как водная рябь, наталкивающаяся на подводный валун. Невидимые сгустки тёмной материи внутри галактики действуют словно россыпь мелких камней, каждый из которых вносит крошечное возмущение в проходящую волну. Исследователи рассчитали, что для гравитационных волн в диапазоне будущей космической обсерватории LISA такие искажения составят несколько процентов — величина, достаточная для надёжного обнаружения. Эти изменения проявятся как небольшие вариации амплитуды и времени прихода сигнала: представьте, что знакомый голос на аудиозаписи стал чуть тише или слегка запаздывает — чувствительные приборы уловят эту разницу.

Наиболее сильное влияние ожидается, когда длина гравитационной волны сопоставима с размерами тёмных сгустков — от десятков до сотен тысяч километров. Именно на такие длины волн и настроена обсерватория LISA, чей запуск запланирован на 2030-е годы. Примечательно, что эффект почти не зависит от конкретной природы частиц тёмной материи: важна лишь их совокупная гравитация, поэтому метод работает для любых теоретических моделей.

Анализируя частотную картину — то есть снимая своеобразный спектр искажённой ряби — астрономы смогут построить карту распределения тёмных сгустков внутри гравитационной линзы. Это откроет структуры, невидимые для обычных телескопов, потому что они не излучают свет. Так, по едва заметной ряби на космическом пруду, мы прочтём форму скрытых глубин.