Две звезды кружатся друг вокруг друга, постепенно сближаясь. Их танец теряет энергию, и эта энергия уходит в пространство — в виде гравитационных волн, а иногда и других полей. Группа физиков под руководством Стивена Хокинга (хотя он не автор этой работы, его имя знакомо многим) задалась вопросом: сколько именно вращения уносит каждая частица такого излучения?
Оказалось, что счёт очень строгий. Каждый гравитон — квант гравитационной волны — уносит порцию вращения, равную примерно двум постоянным Планка (это фундаментальная единица квантового вращения). А вот частицы скалярного и векторного излучения (волны другого сорта, попроще гравитационных) уносят ровно одну такую порцию. Похоже на почтальона, который всегда доставляет письма пачками по два или по одному — и никак иначе. Удивительно, что правило работает не только для вытянутых эллиптических орбит, но и для разомкнутых гиперболических, когда звёзды разлетаются навсегда.
Учёные также показали, что всю излучаемую энергию и вращение можно вычислить, просто следя за тем, как меняется частота обращения звёзд и вытянутость их орбиты. Но есть нюанс: невозможно отделить, какая часть вращения частицы — её собственное (спин), а какая — орбитальное движение вокруг центра масс. Это похоже на попытку понять, крутится ли волчок сам по себе или только бегает по кругу — со стороны не различить.
Вращение, уносимое гравитационной волной от типичной пары нейтронных звёзд, сравнимо с моментом импульса Земли при её движении вокруг Солнца — только выделяется оно за доли секунды.
В романе «Контакт» Карла Сагана инопланетяне используют гравитационные волны для связи — возможно, они умеют модулировать именно те самые порции вращения, о которых идёт речь в статье.