Вселенная в возрасте пары сотен миллионов лет напоминала гигантскую кухню, где из первичного «теста» — водорода и гелия — лепились первые галактики. В их центрах зажигались черные дыры, словно печи разной мощности: от легких «примусов» до тяжелых «очагов». Но как быстро они набирали массу, поглощая окружающий газ? От этого зависит, сколько пар таких «печей» столкнется и сольется, испустив дрожь пространства — гравитационную волну — которую мы надеемся уловить через миллиарды лет.

В новом исследовании астрофизики смоделировали два сценария роста. В первом черные дыры питались скромно, в рамках эддингтоновского предела (когда давление света не дает веществу падать быстрее). Во втором они «обжирались», преодолевая этот барьер — так называемая сверхэддингтоновская аккреция. Затем авторы проследили, как пары черных дыр, оставшиеся после слияний галактик, медленно сближаются из-за динамического трения — будто ложки в густом меде, — и рассчитали их слияния вплоть до наших дней. Детекторы будущего — космическая антенна LISA, наземные установки ET и LGWA — будут слушать эти события, как чуткие микрофоны, расставленные по разным уголкам оркестровой ямы.

Результаты поражают воображение. При скромном питании LISA ловила бы около 32 слияний в год, а при обжорстве — почти 64. Зато ET, наоборот, теряет «клиентов»: с 64 сигналов в год падает до жалких 4. LGWA остается стабильным середняком — примерно 21 и 12 событий соответственно. Иными словами, то, как ели первые черные дыры, напрямую определяет, кто из детекторов станет главным рассказчиком их истории. А соотношение масс в парах и то, как число слияний меняется с расстоянием, дают ключ к разгадке их происхождения.

Так гравитационная астрономия превращается в археологию: по «костям» — массам и орбитам слившихся объектов — мы восстанавливаем меню и аппетиты первых обитателей Вселенной. И когда чувствительные антенны заработают, они, возможно, расскажут нам, были ли те черные дыры скромными едоками или космическими гурманами.