Предсказанные Альбертом Эйнштейном гравитационные волны — это маяки в тёмном океане космоса. Они вспыхивают при столкновении чёрных дыр и пронизывают Вселенную рябью пространства. Сто лет назад Эдвин Хаббл и Жорж Леметр заметили, что далёкие галактики уплывают от нас. Их скорость выдаёт красное смещение (растяжение волн света из-за расширения пространства). Но какова истинная сила этого течения? Два главных метода — по свечению реликтового излучения и по звёздным меркам — расходятся почти на 10%. Космология зашла в тупик.

Теперь на сцену выходят гравитационные маяки. Когда две чёрные дыры сливаются, детекторы регистрируют сигнал — эта рябь несёт точное расстояние до источника. Но большинство слияний не даёт оптической вспышки. Это тёмные сирены: они звучат, но не светятся. Чтобы узнать красное смещение такой сирены, астрономы вынуждены гадать: источник находится в одной из тысяч галактик, попавших в область небесной локализации. Метод становится статистическим: все эти галактики — кандидаты, и, собрав их красные смещения, можно восстановить темп расширения.

Исследователи смоделировали год наблюдений сети LIGO. В численном эксперименте на основе каталога Uchuu-ν2GC они разыграли десятки тысяч слияний и отобрали десять событий с наилучшей локализацией. Затем провели виртуальную спектроскопическую кампанию: измерили спектры всех галактик-кандидатов вплоть до видимой величины r=19. Применив байесовский анализ, учёные получили медианную точность постоянной Хаббла 0,98%. Весь объём работы укладывается в одну ночь на телескопе класса DESI. Четыре часа на всё.

Такая точность закрывает зазор между измерениями реликтового излучения и сверхновых, снимая хаббловскую напряжённость. Более того, метод чувствителен к модификациям гравитации и свойствам тёмной энергии. Будущие детекторы вроде Einstein Telescope превратят тысячи тёмных сирен в тончайший инструмент космографии. Спустя столетие после того, как Леметр и Хаббл впервые заподозрили космическое течение, гравитационные маяки готовы указать его точную скорость. И для этого хватит одной ночи у телескопа.