Іноді здається, що між зірками панує лише порожнеча, проте загальна теорія відносності описує простір і час як єдину «тканину», яка реагує на масу й енергію. Якщо масивні тіла прискорюються — зокрема під час злиття чорних дір — у цій тканині виникають хвилі: мікроскопічні стиснення й розтягнення відстаней, які поширюються зі швидкістю світла.
Передбачення таких хвиль міститься в рівняннях загальної теорії відносності; Ейнштейн вказав на цю можливість ще на початку XX століття. Довгий час пряме спостереження здавалося недосяжним, бо ефект надзвичайно слабкий: для людського тіла він непомітний.
Як це вимірюють
Сучасні детектори на кшталт LIGO використовують лазерну інтерферометрію: два довгі «руки» труб, по яких біжить світло, і схема, що фіксує зміну різниці ходу променів на рівні частки довжини хвилі світла. Коли хвиля проходить, відносні відстані між дзеркалами змінюються на крихітну величину — але саме цю величину вдається витягти з шуму за допомогою складних моделей сигналу.
У вересні 2015 року міжнародна співпраця LIGO оголосила перший прямий вияв гравітаційної події, позначеної як GW150914; сигнал узгоджувався з моделлю злиття двох чорних дір. Пізніше каталог поповнився іншими подіями, а спільне спостереження гравітаційних і електромагнітних сигналів (наприклад, для злиття нейтронних зір GW170817) показало, що різні «вікна» в космос дають різні, але сумісні шари доказів.
Висновки
1. Гравітаційні хвилі — це не метафора, а передбачуваний наслідок загальної теорії відносності: прискорені масивні системи змінюють метрику простору-часу, і ці зміни поширюються хвилею.
2. Прямі детекції з 2015 року підтверджені не одним виміром, а повторюваними подіями та узгодженням із шаблонами чисельних моделей злиття компактних об’єктів.
3. Межа знання лишається прозорою: ми бачимо лише ті події, які «гучні» для наших інструментів і які потрапляють у діапазон чутливості; слабші сигнали й інші типи джерел — поле майбутніх спостережень і нових обсерваторій.