怪物引力波首次发现

引力波回来了,他们比以往任何时候都更大。

后的历史在2015年首次发现时空的鼓点利用地面探测器,研究人员现在可以重新发现了爱因斯坦的波浪一个完全不同的技术。的方法跟踪的变化之间的距离地球和星星在银河灯塔附近称为脉冲星,这显示之间的空间是如何通过拉伸和挤压的引力波。

而最初发现发现波来自两个恒星黑洞的碰撞和合并,最新发现的最有可能的来源是合并后的信号从许多成对的更大的黑洞——数百万甚至数十亿倍太阳质量的,慢慢地绕着彼此心中遥远的星系。这些波是数千倍,比那些在2015年发现,与波长的数万光年。相比之下,自2015年以来的涟漪发现利用一种称为干涉测量的技术只是数十或数百公里长。

“我们可以知道地球的抖动是由于引力波席卷银河系,”斯科特说赎金,天体物理学家美国国家射电天文台在夏洛茨维尔,弗吉尼亚州和NANOGrav的一名高级成员,四个合作之一,6月29日宣布独立的结果^{1- - - - - -4}。

“我们不使用' d '字-检测-然而,“说赎金。“但我们认为这是强有力的证据。“每组预期的迹象已签名的引力波,但没有统计确定性的公司发现,赎金和其他人说。研究人员现在将池他们的数据,看看他们是否可以达到这个门槛。

“如果这是确认,我们有20年的工作学习这个新的背景,”莫尼卡Colpi说,研究重力波理论和在意大利米兰比可卡大学的黑洞。“这将使一个军队的天体物理学家的工作。”

抓一波

三个合作积累了几十年的脉冲星数据和报告相似的结果:北美组NANOGrav;欧洲脉冲星计时数组,在印度天文学家的贡献;在澳大利亚,Parkes脉冲星计时数组。第四个合作,中国脉冲星计时数组,表示已经发现一个信号仅仅三年的数据,由于特殊的敏感性五百米孔径球面望远镜(快),开业于2016年在贵州地区。

射电天文学家Keija Lee北京大学领导快速研究结果说,他并不感到意外⁴。“我对引力波的敏感性的计算快速观察做了早在2009年,当我还是一个博士生”。

所有的团体使用大型射电望远镜监视的毫秒脉冲星。这些令人难以置信的密集的中子星喷涌磁极的无线电波。每当脉冲星旋转的轴,它的无线电波束的视线移动到地球,导致脉冲时间间隔。毫秒脉冲星旋转速度最快的,每秒数百倍。

“我们基本上可以使用它们作为时钟,”安德鲁·珠海说澳大利亚的射电天文学家望远镜在悉尼国家设施和Parkes论文的主要作者³。轻微的脉冲星的信号的到达时间的变化可能意味着恒星与地球之间的空间已经被通过改变重力波。

一个脉冲星的时间会不够可靠探测引力波。相反,每个协作监控几十的数组。结果,他们发现了一个签名叫Hellings-Downs曲线,预测,在引力波的存在来自所有可能的方向,对脉冲星变化之间的关系的一个函数在天空中分离。NANOGrav是首次发现的信号¹在2020年,报告的同事。但团队决定等待其他合作出版之前看到提示的曲线。

“看到Hellings-Downs曲线实际上首次出现在一个真正的方式——这是一个美妙的时刻,”说Chiara明加莱利副总司长引力波天体物理学家在耶鲁大学在纽黑文,康涅狄格州和NANOGrav的成员。“我永远不会厌倦了看到它。”

阿尔贝托·维奇,伯明翰大学的天体物理学家,英国和欧洲团队的一员,当他看到他的团队说,他的第一反应的结果²是,“妈的,可能会有一些有趣的事情在这里。”

长时间的游戏

爱因斯坦在1916年首次预测引力波。2015年9月14日,双探测器的激光干涉引力波天文台(LIGO)在路易斯安那州和华盛顿州证实了他的预测通过检测一阵海浪从两个黑洞的合并。物理学家已经从几十个此类事件捕获的引力波。

如果合并后的引力波的最新信号是成千上万的成对的超大质量黑洞在宇宙中,它将是第一个直接的证据表明存在这样的二进制文件,一些轨道紧足以产生可衡量的引力波。Colpi说,主要含义是,每一个对最终将合并,创建类似被LIGO的爆发,但在一个更大的规模。这些碰撞将检测到的信号在空间激光干涉仪的空间天线(LISA),欧洲航天局任务由于在2030年代推出。

研究人员希望他们最终会超越个人超大质量黑洞的Hellings-Downs曲线和看到信号的二进制文件足够接近银河系——因此足够响亮,引力波而言,脱颖而出的背景信号。“看到一个孤立的来源,它必须非常强,”维奇说。

但是现在,其他不能排除这些波的起源,包括可能残余重力从大爆炸噪声。

“这是一个漫长而耐心的游戏,“珠海说。“现在我们真的开始打开窗户ultra-low-frequency引力波谱。”