Далекий оркестр играет симфонию, но запись полна помех. Мелодия написана для двух инструментов, однако из шума будто пробивается третий голос — тихий и незнакомый. Так астрофизики вслушиваются в гравитационные волны, пытаясь уловить малейшие отклонения от предсказаний Эйнштейна.
В 2017 году детекторы LIGO и Virgo поймали сигнал от слияния двух нейтронных звёзд — событие, названное GW170817. Вместе с волной пришла и вспышка гамма-лучей, за которой астрономы следили неделями. Эта вспышка позволила точно определить ориентацию волны в пространстве — её поляризацию. Раньше этот угол оставался неизвестным, а теперь он стал жёстким ограничением для любых теорий, пытающихся улучшить гравитацию.
Исследователи добавили к стандартной форме сигнала три новых параметра. Один отвечал за скалярное «дыхание» — дополнительную пульсацию, которая меняет объём, а не форму пространства. Два других модифицировали привычные тензорные моды. Оказалось, что скалярная добавка чуть заметна, но общая картина всё равно говорит в пользу простоты: чистый эйнштейновский сигнал объясняет данные лучше, чем расширенная модель.
Главный итог не в том, что Эйнштейн снова прав. Мощным инструментом становится совместный анализ гравитационных и электромагнитных сигналов. Ограничение на угол поляризации, полученное из послесвечения, улучшило точность оценки нестандартных параметров на 30–60%. Будущие наблюдения, где удастся засечь и волну, и свет от одного события, смогут проверять самые смелые гипотезы о природе тяготения. И тогда третий голос из далёкого оркестра либо зазвучит яснее, либо окончательно растворится в шуме.
как её написали авторы, на английском arXiv:2604.24526
Gravitational wave (GW) observations provide a unique opportunity to test Einstein's General Relativity (GR) in the strong-field regime. While GR predicts only two tensor polarization modes, generic metric theories allow up to six independent modes. We perform a parameterized test of GR using the parameterized post-Einsteinian (PPE) framework applied to GW170817, incorporating for the first time the polarization angle constraints from the gamma-ray burst afterglow alongside other electromagnetic (EM) counterpart information. We extend the GR waveform by adding a scalar breathing mode and modifications to the tensor modes, introducing three non-GR parameters. We perform Bayesian inference for both quadrupole $$\ell = |m|= 2$$ and dipole $$\ell = |m|= 1$$ angular harmonics, with two frequency evolution models. For $$\ell = |m| = 2$$, we find that within the extended PPE framework the scalar amplitude deviates from zero at the $$2$$--$$3\sigma$$ level, leading to a modest preference for modified gravity. However, due to penalization of extra parameters, Bayesian model comparison still favors pure GR over the extended PPE waveform model, with a log Bayes factor of $$\Delta \log \mathcal{Z} = 4.67 \pm 0.32$$. The EM constraint on the polarization angle places very tight bounds on non-GR parameters; for instance, in the case $$\ell = |m| = 2$$, the bound on the scalar (tensor) amplitude modification parameter improves by roughly $$60\%$$ $$(30\%)$$, highlighting the impact that long-term follow up of GW events can have on tests of gravity.
Столкновение нейтронных звёзд породило не только гравитационную волну, но и килоновую — взрыв, в котором, как считается, образовалось золото и платина массой с целую Землю.
В романе «Контакт» Карла Сагана сигнал из космоса содержит дополнительные измерения, скрытые в поляризации — почти как поиск новых мод гравитации.