Тысячу лет назад викинги брали с собой в море исландский шпат. Сквозь этот прозрачный камень любой луч света распадается на два — левый и правый. Этот простой эффект помогал находить солнце даже в туман. Сегодня нечто похожее физики ищут в космосе.
Столкновения чёрных дыр и нейтронных звёзд в тесных парах рождают гравитационные волны — рябь пространства-времени. По теории Эйнштейна, левая и правая части такой волны бегут строго одинаково. Но загадки космоса намекают на иное. Ещё в 1930-х Фриц Цвикки заметил скрытую массу в скоплениях галактик. Позже Вера Рубин подтвердила это для отдельных галактик. А в 1998 году Адам Рисс с коллегами открыл, что расширение Вселенной ускоряется — за это, как считают, отвечает тёмная энергия. Данные реликтового излучения (послесвечения Большого взрыва) и распределения галактик указывают, что левое и правое, возможно, неравноправны во Вселенной.
Чтобы объяснить это, учёные строят изменённые теории гравитации. Одна из них добавляет в уравнения Эйнштейна особое слагаемое, нарушающее симметрию между правым и левым. Тогда пространство-время превращается в подобие исландского шпата: левые и правые гравитационные волны чувствуют его по-разному. Авторы новой работы рассчитали, насколько сильно этот эффект — двойное лучепреломление — проявится в конкретной модели. Оказалось, что в одной из версий теории искажение усиливается на десятки процентов. Чувствительные детекторы, такие как LIGO, уже ограничивают этот эффект сверху, а будущие гравитационные обсерватории смогут заметить его на огромных расстояниях, где влияние тёмной энергии сильнее, а красное смещение велико. Так древний «солнечный камень» помогает заглянуть в самую тёмную тайну космоса.
Исландский шпат раздваивает свет, и викинги пользовались этим для навигации. Похожий эффект в гравитационных волнах способен раскрыть тайну ускоренного расширения Вселенной.