Космос сам расставляет линзы на пути гравитационных волн. Когда две чёрные дыры сливаются, рождённая рябь летит сквозь Вселенную. Если по дороге встречается массивное скопление галактик, его гравитация искривляет путь волн — совсем как стекло фокусирует свет. Сигнал может усилиться в несколько раз или даже размножиться на несколько копий, приходящих с задержкой. Для детекторов на Земле это ловушка: событие кажется ближе и массивнее, чем есть на самом деле.
Автор работы взял каталог слияний, собранный детекторами LIGO, Virgo и KAGRA, и проверил каждое событие на следы такого «линзирования». Использовались две модели того, как часто луч попадает в линзу (оптическая толща), и два подхода к описанию популяции чёрных дыр — с жёсткой математической формой и без неё. Ни для одного слияния вероятность оказаться линзированным не превысила 1%.
Даже нулевой результат дал пользу. Учёт гипотезы о линзах позволил на 10% сузить неопределённость того, на каком красном смещении (расстоянии, пересчитанном в эпоху) темп слияний достигает пика. А для самых далёких окраин, куда наземные детекторы обычно не дотягиваются, верхний предел частоты слияний упал в десять раз. Эти цифры — пока скромный, но первый шаг к тому, чтобы видеть невидимое: эпоху за пиком звездообразования, когда Вселенная была молода и полна тяжёлых светил.
Если гравитационная линза создаёт несколько изображений одного слияния, они приходят на Землю с разницей от минут до месяцев — и детекторы могут принять их за отдельные события.
В фильме «Интерстеллар» сверхмассивная чёрная дыра Гаргантюа искривляет свет звёзд, создавая множественные изображения — гравитационные волны испытывают похожий эффект, только вместо света рябь самого пространства-времени.