Представьте тихую комнату, в которой нужно расслышать одну мелодию среди множества едва слышных шорохов. Примерно так выглядит поиск сигналов от экстремальных систем из двух чёрных дыр — объектов с настолько сильной гравитацией, что даже свет не может их покинуть. В таких системах одна дыра огромна, а вторая в миллионы раз меньше. Сближаясь по спирали, они посылают к нам гравитационные волны — рябь пространства-времени, предсказанную общей теорией относительности. Но их «песня» длится годами, а ноты искажены космическими расстояниями.

Главная трудность в том, что математическая «карта вероятностей» такого сигнала напоминает горный хребет с одной острейшей вершиной и множеством пиков поменьше. Обычные методы поиска часто застревают на ложных вершинах, принимая их за настоящий сигнал. Команда исследователей показала, что эти пики-обманки не случайны: они группируются вокруг истинной цели, словно ложные тропы в лабиринте всё равно ведут в сторону выхода. Это свойство связано с тем, как параметры сигнала — например, массы объектов или их положение на небе — связаны между собой: изменения одного параметра могут быть частично скомпенсированы изменениями другого, создавая побочные максимумы правдоподобия.

Используя эту закономерность, авторы построили «умный» поиск в четырнадцати измерениях — столько параметров нужно, чтобы описать систему: массы, спины, ориентацию орбиты, расстояние и другие. Сначала они грубо осматривают всю местность, а затем, ориентируясь на скопления ложных пиков, шаг за шагом сужают круг. Метод проверили на имитации данных для будущего космического детектора LISA — лазерной интерферометрической космической антенны, которая будет регистрировать низкочастотные гравитационные волны. В шуме, похожем на реальный, алгоритм нашёл два полугодовых сигнала, определив их положение на небе с точностью до десятой доли радиана, а расстояние — с погрешностью около трёх процентов. Так ложные подсказки впервые стали надёжными проводниками.