Гравитационный грохот: как черные дыры наполняют космос своим шумом

Ученые из Североамериканской наногерцовой обсерватории гравитационных волн обнаружили, что космическое пространство наполнено "шумом", который возникает от сливающихся сверхмассивных черных дыр. С подробностями – научный обозреватель Николай Гринько.

Фото: depositphotos/Juric.P

У культового фильма Ридли Скотта "Чужой", вышедшего на экраны в 1979 году, был официальный слоган: "В космосе никто не услышит твоего крика". Авторы имели в виду тот факт, что космический вакуум не способен передавать звуки. Для того, чтобы акустические колебания могли преодолевать хоть какое-нибудь расстояние, им необходима упругая среда – на Земле в этой роли чаще всего выступает атмосфера. Но поскольку в космосе никакого воздуха нет, долгое время считалось, что за пределами газовых оболочек планет царит абсолютное безмолвие, полнейшая тишина.

Однако наука для того и существует, чтобы опровергать истины, казавшиеся незыблемыми. Например, раньше ученые полагали, что в космическом пространстве должно быть невероятно холодно. Но позже стало понятно, что говорить о температуре космоса бессмысленно, причем, по той же причине: там нет атмосферы, а молекулы хоть какого-нибудь вещества встречаются настолько редко, что их количеством можно пренебречь. А раз нет молекул, то нет и температуры.

Со звуком примерно то же самое: воздуха, который был бы способен вибрировать, в космосе нет, но зато есть много другого: например, различные излучения и гравитационное поле.

О последнем долгое время было известно только в теории, как и о гравитационных волнах. Ученые только предполагали, что они существуют, и самым сильным их источником должны служить слияния сверхмассивных черных дыр. Эти события высвобождают такое количество энергии, что по гравитационному полю от них должна "пробегать рябь". Лишь в 2015 году впервые был зарегистрирован всплеск, который вызвали две столкнувшиеся черные дыры. Произошло это примерно в 1,3 миллиарда световых лет от нас, но гравитационные волны были настолько сильны, что достигли Земли.

Физики из Североамериканской наногерцовой обсерватории гравитационных волн почти полтора десятка лет изучали возмущения гравитационного поля в нашей Галактике. Объединив все полученные данные в единый массив, исследователи обнаружили, что окружающий нас космос наполнен постоянным гулом и грохотом. Услышать эти звуки человеческим ухом нельзя, но точные приборы ощущают и регистрируют его.

Фото: depositphotos/cookelma

Черные дыры, порождающие этот гул, поистине колоссальны: их масса может составлять миллиарды Солнц. В центре почти всех галактик, включая наш Млечный Путь, есть хотя бы один такой гигант. Когда галактики сливаются, их черные дыры сталкиваются и сливаются в один, еще более крупный объект. Волны от этих событий миллиардами лет распространяются по Вселенной, очень медленно затухая.

Интересно, что уровень гравитационного шума оказался примерно в два раза выше, чем ожидали ученые. Это может означать, что либо астрофизики ошибались в оценке энергии, высвобождающейся при слиянии черных дыр, либо источником этого шума могут выступать какие-то другие явления космического масштаба.

Гравитационные волны, зарегистрированные исследователями, лежат в ультранизкочастотном диапазоне. На каждый их подъем и спад могут потребоваться годы или даже десятилетия. А поскольку эти волны распространяются со скоростью света, то длина каждой может составлять десятки световых лет.

Теперь ученые планируют разбить фоновый шум на узкие полосы частот, чтобы получить еще больше данных и, возможно, более точно установить источник "гравитационного грохота". Вполне вероятно, что полученные результаты осуществят переворот в астрофизике.

Хотя...