Свет далёкой галактики летит к нам через всю Вселенную, минуя огромные сгустки тёмной и обычной материи. Их притяжение слегка искривляет путь лучей — словно течение реки огибает невидимые валуны. На снимках это проявляется как едва заметная вытянутость изображений галактик, будто их растянули на невидимой раме. Астрономы называют это слабым гравитационным линзированием (искривлением света под действием тяжести) и используют его, чтобы взвесить Вселенную.
Раньше подсчёт вёлся по парам: брали два случайных участка неба и смотрели, насколько похоже вытянуты там галактики. Это надёжный, но грубый метод — он чувствителен в основном к комбинации плотности материи и силы скучивания, а по отдельности эти величины оставались неуловимыми. В новой работе, выполненной на данных финального обзора KiDS-Legacy (он охватил 1006 квадратных градусов неба), учёные впервые добавили тройные совпадения. Теперь они смотрели, как три далёкие галактики одновременно искажаются одним и тем же сгустком. Это всё равно что не просто слушать эхо, а улавливать его перекрёстные отражения от стен ущелья — слышно гораздо больше деталей.
Ключевой результат — значение космологического параметра $S_8$ составило $0.806^{+0.025}_{-0.023}$, а плотность материи $\Omega_m = 0.297^{+0.056}_{-0.040}$. Самое интересное: эти цифры отлично сошлись с данными спутника Planck, который смотрит на реликтовое излучение (древнейший свет, оставшийся после Большого взрыва). Раньше между разными методами намечалась трещина — так называемая «напряжённость $S_8$», намёк на новую физику. Теперь, с учётом тройных измерений, расхождение исчезло. Вселенная снова стала чуть более понятной.
Тёмной материи во Вселенной примерно в пять раз больше, чем обычной — из которой сделаны звёзды, планеты и мы с вами. Но увидеть её нельзя, можно только почувствовать по притяжению.
В романе «Свет далёких звёзд» (К. С. Робинсон) герои используют гравитационное линзирование для межзвёздной навигации, словно карту невидимых течений.