Как услышать трещинку в ткани мироздания экспресс
Симфония звучит, но в партитуру вкралась едва заметная фальшивая нота. Примерно так физики ищут отклонения от общей теории относительности в «звуках» Вселенной — гравитационных волнах от слияния чёрных дыр. Эти волны, словно круги на воде от брошенного камня, расходятся по ткани пространства-времени и доходят до детекторов на Земле.
Авторы новой работы построили «тренажёр фальшивых нот»: взяли 173 реальных события из каталога гравитационно-волновых наблюдений и создали их точные копии по уравнениям Эйнштейна. Затем в эти копии аккуратно вносили искажения — крошечные сдвиги фазы, которые могли бы возникнуть, если гравитация устроена чуть сложнее, чем мы думаем. Получился набор «чистых» и «испорченных» сигналов для обучения нейросети.
Такой подход повысил чувствительность классификации в 33 раза по сравнению с обычным анализом очищенных сигналов. Нейросеть училась на этих разностных портретах и находила едва уловимые узоры — коллективные признаки отклонений, которые не видны глазу и не ловятся простыми статистическими методами. В итоге алгоритм смог надёжно выявлять эффекты массивной гравитации — теории, где частицы-переносчики тяготения обладают крошечной массой порядка 10⁻²³ электронвольт. Для сравнения: это в триллион триллионов раз легче нейтрино.
Метод не просто ищет иголку в стоге сена — он учится распознавать саму форму иголки среди соломинок, даже если та слегка погнута. И когда-нибудь эта настройка слуха поможет физикам расслышать ту самую фальшивую ноту в симфонии мироздания.
Чувствительность детекторов aLIGO такова, что они могут заметить изменение длины четырёхкилометрового плеча на тысячную долю диаметра протона — это всё равно что измерить расстояние до ближайшей звезды с точностью до толщины человеческого волоса.
Идея «неправильной» гравитации обыгрывается в романе Питера Уоттса «Эхопраксия»: там гравитационные волны несут информацию из параллельных вселенных, а их искажения — ключ к контакту.