宇宙有一种由黑洞合并引起的宇宙“嗡嗡声”

近十年来,天文学家有了重大发现,证实了引力波的存在。这些长期理论化的时空涟漪是当两个黑洞等极其巨大的天体碰撞时产生的,产生的冲击波扩散到整个宇宙,并且可以在数百万光年之外被检测到。

现在,一项历时 15 年的研究为这些引力波提供了更多证据,包括那些频率非常低的引力波。北美纳赫兹引力波天文台 (NANOGrav) 合作的一个大型国际团队使用三台地面望远镜:波多黎各的阿雷西博天文台、西弗吉尼亚州的绿岸望远镜和新墨西哥州的甚大望远镜,进行观测脉冲星。这些旋转的中子星发出规则的能量脉冲,这些脉冲会受到引力波的影响。通过寻找脉冲中的微小偏差,研究人员能够看到时空是如何产生涟漪的。

这位艺术家的概念图展示了恒星、黑洞和星云,它们分布在代表时空结构的网格上。
这位艺术家的概念图展示了恒星、黑洞和星云,它们分布在代表时空结构的网格上。这种织物中的波纹称为引力波。 NANOGrav 合作发现了黑洞产生的引力波的证据,其质量是太阳质量的数十亿倍。 NANOGrav 合作;奥罗尔·西蒙内特

当像黑洞这样的大质量物体合并时,它们发出的引力波会重叠并产生背景“嗡嗡声”,从而影响脉冲星的计时。

威斯康星大学密尔沃基分校的研究员莎拉·维格兰在一份声明中解释说:“随着引力波的存在,我们的下一个目标是利用这些观测结果来仔细研究产生这种天体嗡嗡声的来源。”一种可能性是信号来自一对超大质量黑洞,每个黑洞的质量都超过太阳的数百万或数十亿倍。当这些巨大的黑洞相互绕转时,它们会产生低频引力波。”

引力波形成一种背景嗡嗡声,可以通过研究它来了解有关黑洞和宇宙演化的更多信息。嗡嗡声的强度表明那里有很多很多对合并的黑洞——数十万甚至数百万。

“帮助打开一扇通向宇宙的新窗口真是令人兴奋不已,”研究人员之一、SETI 研究所的迈克尔·林 (Michael Lam) 说道。

该研究发表在一系列论文中,其中一篇发表在《天体物理学杂志快报》杂志上。


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