Великая истина — это такая истина, отрицание которой есть также великая истина.
Гравитация Вселенной зависит как от массы вещества, так и излучения. Но в процессе расширения Вселенной до радиуса R плотность космического вещества падает как 1/R3, а плотность энергии излучения уменьшается как 1/R4 благодаря дополнительному эффекту Доплера, который вызывает красное смещение 1/R у любой волны в расширяющейся Вселенной.
Еще Р. Толмен предполагал необходимым построение модели Вселенной с переменной массой вещества. Он писал в 1934 году: «...было бы желательно допустить некоторые изменения собственной массы вещества, заключенной внутри модели, так как изменения подобного рода в реальной Вселенной, по-видимому, происходят».
Космологическая модель с переменной массой рассматривалась также Ф. Хойлом.
Вопрос о построении моделей Вселенной с переменной массой приобрел особую актуальность после открытия LIGO огромной популяции черных дыр. Ведь если темная материя образована из черных дыр, то это фактически означает, что они являются основной гравитирующей компонентой Вселенной. Это одновременно повышает значимость гравитационного излучения, на которое тратится заметная доля массы сливающихся дыр.
Существует мнение, что гравитационное излучение благодаря низкой эффективности взаимодействия с материей не может играть заметной роли в космологии. Это неверно.
Важность гравитационных волн в космологии определяется не их прямым воздействием на вещество, а тем, что фон гравитационного излучения может служить энергетическим резервуаром Вселенной. При взаимодействии с этим фоновым «аккумулятором» черные дыры могут набирать свою энергию и массу, а при взаимных слияниях — сбрасывать свою массу в этот резервуар. А переменность массы черных дыр, которые могут быть главным конструкционным материалом нашего мира, непосредственно влияет на динамику Вселенной. Если гравитационное излучение не имеет гравитационной массы, то его во Вселенной может быть очень много — в виде накопленного фонового излучения. По энергии (или, точнее, псевдоэнергии) эта компонента может доминировать во Вселенной. Подтверждение существования мощного фона гравитационных волн наногерцового диапазона получено в 2020–2021 годах радиотелескопами NANOGrav и PPTA.
Если с детекторами типа LIGO гравитационные волны взаимодействуют слабо и отдают им только часть своей псевдоэнергии, то с черными дырами гравитационные волны взаимодействуют с максимальной, 100 %-ной эффективностью. С точки зрения внешнего наблюдателя, падение гравитационной волны на черную дыру выглядит как сложное взаимодействие стационарного гравитационного поля дыры и переменного гравитационного поля волны, которое, в конечном счете, сливается с полем дыры, усиливая его. С точки зрения наблюдателя, падающего вместе с гравитационными волнами на черную дыру, они беспрепятственно проникают в нее вместе с наблюдателем. Радиус черной дыры должен быть одинаков с точки зрения как внешнего, так и внутреннего наблюдателя. Следовательно, с точки зрения наблюдателя, попавшего в черную дыру, гравитационные волны внутри нее уже внесли свой вклад (возможно, доминирующий) в массу данной дыры. Это интересный феномен: гравитационные волны, не обладающие локальной гравитационной массой, тем не менее вносят свой вклад в глобальную массу черной дыры, внутрь которой они попадают. То есть низкая плотность наблюдаемого вещества Вселенной, недостаточная для ее замыкания (или превращения в черную дыру), не означает, что Вселенная на самом деле незамкнута, ведь недостающую гравитационную массу для нее могут обеспечить гравитационные волны.
Физик-теоретик Филип Андерсон (1923–2020) получил Нобелевскую премию в 1977 году. Он обладал выдающимся интеллектом и широким кругозором, сделав открытия в целом ряде областей физики от высокотемпературной сверхпроводимости до физики элементарных частиц. После открытия гравитационных волн на детекторе LIGO Ф. Андерсон в 2018 году опубликовал статью о необходимости рассмотрения модели Вселенной с переменной гравитационной массой. Аналогичную мысль высказал и нобелевский лауреат Джон Мазер (см. предисловие). Таким образом, построение модели Вселенной с переменной гравитационной массой чрезвычайно актуально.