Когда две чёрные дыры сливаются, по ткани пространства-времени разбегаются круги — гравитационные волны. Но что, если на месте одной из них не привычная чёрная дыра, а нечто иное — экзотический компактный объект? Теория допускает, что у него нет горизонта событий, а есть отражающая поверхность. Тогда после главного всплеска последует серия затухающих отзвуков — гравитационное эхо.
Раньше считалось, что эти отзвуки идут через равные промежутки, как эхо в горах. Но авторы работы показали: это не так. Волны, захваченные на краю гравитационной «световой сферы» (области, где свет ходит по кругу), начинают вести себя иначе. Их частоты не выстраиваются в линейку, а сгущаются — чем ниже тон, тем теснее они сидят. Это похоже на то, как в переполненном автобусе пассажиры прижимаются друг к другу всё плотнее к задней стенке.
Самое важное: такое сгущение — чистый отпечаток внешнего искривлённого пространства-времени. Оно не зависит от микроскопических деталей отражающей поверхности, если та не вносит своей частотной игры. Астрономы получают инструмент, чтобы отличить настоящее эхо чёрной дыры от иллюзий, а заодно — проверить, нет ли во Вселенной объектов без горизонта.
Гравитационное эхо перестаёт быть просто «повтором» сигнала. Оно становится ключом к геометрии самого пространства, где каждый следующий отзвук чуть ближе к предыдущему — и в этом ритме зашифрована форма невидимого.
Световая сфера вокруг чёрной дыры — место, где луч может годами кружить, не падая внутрь и не улетая. Для Солнца такой радиус составил бы около 4,5 километров.