Как слияние чёрных дыр создаёт гравитационную волну
Две чёрные дыры, вращаясь друг вокруг друга, непрерывно меняют окружающее пространство-время. Пока они сближаются, их движение ускоряется, а искривление пространства-времени становится всё более изменчивым. Когда чёрные дыры сливаются, резкая перемена в этом искривлении порождает гравитационные волны — распространяющиеся возмущения геометрии пространства-времени.
Это не поток частиц, летящий через неподвижную пустоту. Волну можно представить как проходящую рябь: меняются расстояния между свободно движущимися объектами. Само возмущение уходит от источника со скоростью света и продолжает распространяться, даже когда породившее его слияние уже завершилось.
Как рябь добирается до Земли
По мере удаления от места слияния волна ослабевает. К Земле приходит чрезвычайно слабое изменение расстояний, поэтому его нельзя заметить обычными приборами или почувствовать человеком. Детекторы гравитационных волн устроены так, чтобы измерять крошечную разницу между длинами двух взаимно перпендикулярных плеч: проходящая волна на мгновение растягивает одно направление и сжимает другое.
Сигнал не переносит изображение чёрных дыр. Его форма — то, как меняется измеряемое колебание во времени, — позволяет исследователям восстановить, что произошло у далёкого источника. Например, ускоренное сближение и последующее слияние оставляют характерный меняющийся сигнал.
Что именно мы наблюдаем
Свет от чёрных дыр сам по себе не выходит наружу, но гравитационная волна всё же может донести сведения об их движении. Когда она достигает Земли, приборы регистрируют не отдельного «посланника», пересёкшего космос, а едва заметное колебание расстояний, которое сама рябь вызвала по пути. Так далёкое слияние становится измеримым событием здесь, на Земле.
