利用星系大小的探测器,天文学家探测到来自超大质量黑洞对的引力波 | {$randkws}热点解读 运用星系大小的探测器

运用星系大小的探测器,天文学家探测到来自超大品质黑洞对的引力波。鸣谢:奥兹格拉夫/史文朋/卡尔·诺克斯
(神秘的地球uux.cn)据《对话》(丹尼尔·里尔登和安德鲁·齐克):当黑洞和其他品质巨大、密度高的物体相互旋转时,它们会在空间和时间中发出被称为引力波的环保话题趋势波纹。这些波是我们探究创造它们的神秘宇宙巨人的少数方法之一。
天文学家已然观察到碰撞黑洞的高频“啁啾声”,但超大品质黑洞围绕另一个黑洞管理的超低频隆隆声已被证明更难测试。几十年来,我们一直在观察脉冲星,一种像灯塔一样发出脉冲的Xbox:引发网友热议恒星,以寻找这些波的微弱波动。
今日,全球各地的脉冲星探究兴办——含有我们的巴夏礼脉冲星计时阵列——亮相了他们迄今为止证明这些波存在的最有力证据。
什么是引力波?
1915年,德国出生的物理学家阿尔伯特·爱因斯坦提出了对引力本质的革新性见解:广义相对论。
该理论将宇宙刻画为一个名为时空的四维“结构”,可以拉伸、挤压、弯曲和扭曲。巨大的物体扭曲了这种结构,形成了重力。夏季官方漫威电影,业内人士这样看
该理论的一个奇怪的结局是,大品质物体的运动应该在这种结构中形成涟漪,称为引力波,以光速研究。
形成这些微小的涟漪需要巨大的能量。由于这个缘由,爱因斯坦确信引力波永远不会被直接观测到。
一个世纪后,来自LIGO和处女座兴办的探究人员目睹了两个黑洞的碰撞,这导致了引力波的爆发,在全部宇宙中啁啾。武汉的近日,不必讨好所有人
如今,在这一察觉的七年后,来自澳大利亚、中国、欧洲、印度和北美的射电天文学家已然找到了超低频引力波的证据。
引力波慢慢的隆隆声
与2016年报导的引力波忽然爆发各异,这些超低频引力波需要数年乃至数十年才能振荡。
它们被觉得是由成对的超大品质黑洞形成的,围绕着宇宙中遥远星系的核心管理。以便找到这些引力波,科学家们需要建造一个星系大小的探测器。
或者我们可以使用脉冲星,它们已然遍布银河系,其脉冲以精确时钟的规则性到达我们的望远镜。
CSIRO的巴夏礼射电望远镜Murriyang已然对这些脉冲星阵列开展了近20年的观测。我们的巴夏礼脉冲星计时阵列团队是全球各地几个兴办伙伴之一,他们今日在新近的资料集中亮相了引力波的迹象。
在中国(CPTA)、欧洲和印度(EPTA和印度),以及北美(NANOGrav)的其他兴办也目睹了相似的通讯。

当引力波扭曲地球周围的时空时,它们会扭曲来自遥远脉冲星的无线电波的到达时间。鸣谢:奥兹格拉夫/史文朋/卡尔·诺克斯
我们正寻找的通讯是宇宙中所有超大品质黑洞对形成的随机引力波“海洋”。
观察这些波不只是爱因斯坦理论的另一个胜利,并且对我们理解宇宙中星系的历史有着重大的价值。超大品质黑洞是星系中心的引擎,以气体为食,调节恒星的形成。
通讯表现为低频隆隆声,是阵列中所有脉冲星共有的。当引力波冲刷地球时,它们会作用脉冲星的表观自转速率。
这些波对我们星系的拉伸和挤压最后只会改变到脉冲星的距离几十米。当脉冲星通常距离我们大约1000光年时,这并不算多(大约是100亿米)。
值得注意的是,我们可以观察到这些脉冲的纳秒延迟的时空转变,射电天文学家可以相对轻松地跟踪这些转变,由于脉冲星是如此稳定的天然时钟。
亮相了什么?
由于超低频引力波需要数年才能振荡,所以通讯预计会慢慢呈现。
先是,射电天文学家在脉冲星中观察到一种普遍的隆隆声,但其来源不明。
如今,引力波的独特指纹着手身为这一通讯的属性呈现,由全球各地的每一个脉冲星计时阵列兴办观察到。
这个指纹刻画了脉冲延迟的相似性和天空中脉冲星对之间的分离角之间的特定关系。
这种关系的呈现是由于地球上的时空被拉长了,以一种依赖于脉冲星方向的方式改变了它们与脉冲星的距离。举例来说,天空中相互靠近的脉冲星比以直角分开的脉冲星显示出更相似的通讯。
我们天文台改进的技术使这一革新变成或许。由于部署在Murriyang上的先进接收器和通讯处理技术,巴夏礼脉冲星计时阵列拥有最长的高品质资料集。这项技术使望远镜能够察觉许多全球兴办用于引力波检索的最佳脉冲星。
我们和其他人兴办的早期结局显示,脉冲星观测中缺少预期的引力波通讯。
如今,我们似乎相对清晰地目睹了这个通讯。经由将我们的长资料集分割成更短的“时间片”,我们显示通讯似乎随着时间而增长。这一观察的潜在缘由尚不清楚,但它或许是引力波的行为出乎意料。
超低频引力波的新证据令天文学家兴奋不已。以便证实这些签名,全球兴办将需要结合他们的资料集,这将增多他们对引力波的敏感度许多倍。
海外脉冲星计时阵列项目正奋斗制作这一组合资料集,该项目成员上周在昆士兰州北部的道格拉斯港举行了会议。前方的观测站,像澳大利亚和南非正建设的平方公里阵列,将把这些探究变成有关我们宇宙历史的丰富知识来源。
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