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划时间新发现!爱因斯坦相对论再被考证,外洋科学家团队初度不雅测到“引力波配景”笔据,或揭示天地最早期历史

发布日期:2024-02-17 14:48    点击次数:158

  

2017年的诺贝尔物理学奖授予了101年前的一个预测——1916年,艾尔伯特·爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论透顶改造了科学家们对恒星和星系法式下的物理学意会。爱因斯坦那时预言,在某些情况下,天地自己的结构会抖动和舞动,这亦然东谈主类历史上初度出现“引力波”的成见。

近日,一个外洋科学家团队的新发现,不仅说明引力波如实存在,考证了爱因斯坦在1916年作念出的预测,还初度不雅测到“引力波配景”笔据,为斟酌东谈主员提供了斟酌黑洞和中子星等奇妙天地征象的新路线。

当地时辰6月29日,发表在《天体物理学杂志快报》上的一系列新论文中,科学家讲述了他们的后果。来自中国、好意思国、澳大利亚和欧洲的斟酌东谈主员称,他们探伤到了一种难以捉摸的天地“嗡嗡声”迹象,这些“嗡嗡声”可能由天地中最大的黑洞产生。

这一发现意味着天体物理学家可能依然为了解超大质料黑洞绽放了一个全新窗口,将把东谈主类带入一个全新的引力波天文体时间。《经济学东谈主》著作称,这项新发现以至还可能揭示一些对于天地最早期历史的故事。

引力波或来自一双超大质料黑洞,每个的质料是太阳的数百万倍

“引力波配景”辐射是由很多不同的引力波源重复而成的,它们的频率和强度王人不交流,但王人很低,它们应该存在于咱们周围,并可能会告诉咱们它长久荫藏着的遑急信息。但缺憾的是,对于其存在和构成,一直仅仅表面化的产品,直到上述外洋科技团队公布新发现。

据悉,科学家们这次探伤到的引力波配景最可能的开端是堕入“死亡螺旋”的一双超大质料黑洞。这些黑洞雄壮到能达到数十亿个太阳质料。由于险些总共星系,包括星河系中心王人盘踞着这么一个黑洞怪物,因此当两个星系碰撞和消除时,它们的超大质料黑洞会再会并初始互相绕转。一朝两个黑洞饱和接近,就有可能被脉冲星计时阵列不雅测到。

范德比尔特大学的天体物理学家、北好意思纳米赫兹引力波不雅测站(下称NANOGrav)的斟酌小组主席Stephen Taylor暗示,“昔日15年里,咱们一直在实践一项任务,即找到响彻总共这个词天地的引力波。咱们相等自得地晓谕,咱们的责任终于赢得了申诉。”

15年来,NANOGrav的天文体家们对星河系中数十个毫秒脉冲星的无线电波进行了密切计时,这次的新发现就来自对67颗脉冲星阵列进行选藏分析的罢休。NANOGrav的斟酌东谈主员依然在仔细斟酌一个数据集,其中包括了该团队昔日15年来的不雅测罢休。

一双超大质料黑洞(左上)辐射出引力波(艺术思象图)。图片开端:NANOGrav

西弗吉尼亚大学nanogravity天体物理学家Maura McLaughlin暗示,“咱们展望,在这个长达15年的数据集合看到的引力波笔据会愈加苍劲。”她还补充称,这项责任应该会在畴昔1~2年内完成,并将为这个数据集增多更多的脉冲星信息。

McLaughlin还称,除了为引力波配景信号提供更有劲的笔据外,该数据集以至可能让斟酌东谈主员锁定一个特定开端的位置,比如一双近邻的超大质料黑洞。

《逐日经济新闻》记者选藏到,NANOGrav团队并不是独逐个个讲述引力波配景的团队。中国、欧洲、印度和澳大利亚团队发表的多篇论文讲述称,他们的数据中存在交流的引力波配景信号。通过外洋脉冲星计时阵列定约,各个小组也正在汇集他们的数据,以更好地表征信号并识别其开端。

意大利米兰比可卡大学斟酌东谈主员Alberto Sesan博士暗示,这些新探伤到的引力波最可能的开端是一双超大质料黑洞,其中每个黑洞的质料王人是太阳的数百万倍。他们最常出目下星系的中心。在数十亿年的时辰里,星系的碰撞展望会常常发生,并在天地中产生一种配景“嗡嗡声”。Sesan博士指出,“这诠释超大质料黑洞双星如实存在于当然界中。”

《经济学东谈主》著作中称,该引力波的开端还有另一种可能,诚然可能性要小得多,但也十分令东谈主应许,即最新探伤到的引力波可能是东谈主类对天地早期历史的最深入一滑,那时天地的体积在短时辰内速即增多,并变成这种“嗡嗡声”。

“天地灯塔”脉冲星探伤超低频率引力波

其实,这并不是东谈主类初度不雅测到天地中的引力波——2015年,引力波就初度被东谈主类平直不雅测到。那时天文体家们用位于好意思国西北部华盛顿州和东南部路易斯安那州的天文台,探伤到一双黑洞碰撞产生的波,每个黑洞的质料约为太阳的30倍。这在天地中产生了频率约为150Hz的波,波长约为2000公里。

8年前的这一探伤,标识着引力波天文体时间的隆重初始。这种科学欺骗重力来斟酌天地,就像传统天文体欺骗电磁辐射相似,从可见光到无线电波和伽马射线。

图片开端:WSWS报谈截图

据悉,大巨额的引力波探伤器王人是干预仪,它的责任旨趣是将一束光分红两半,然后将每一半的光送入一双垂直的长臂中。在长臂的结尾,光脉冲被反射回源流,并在源流将光束再行组合起来。若是这个经由莫得中断,那么复返的光束在再行组合时将互相对消。

在天文探伤界,对引力波的寻找常常需要大型的仪器。好意思国LIGO探伤仪的臂长达4公里,欧洲仪器Virgo的臂长则为3公里。若是探伤的引力波频率越低,所需要的探伤仪器的臂长就要更长。举例,若是需要探伤频率在1Hz傍边的引力波,就需要比地球自己更大的探伤器。这也即是欧洲航天局正在树立一艘名为LISA的航天器的原因,该航天器展望将于本世纪30年代末准备就绪,它将使用一个天际极光和镜面系统来制造250万公里长的臂长。

相干词,最新的斟酌罢休波及的引力波频率是在纳赫兹限度内的波。为了探伤到这些超低频率引力波,天文体家必须依靠大当然产生的光脉冲,止境是“天地灯塔”脉冲星。脉冲星是一种高速旋转、高度牢固、横暴辐射电磁波的星体。脉冲到达地球的规则就像节律器相似精准,当引力波在地球和脉冲星之间通逾期,无线电波计时就会坐窝被淆乱。脉冲星计时阵列也就成为了现时最有但愿探伤到引力波配景的才调。

不外需要指出的是,诚然斟酌东谈主员发现了超低频率的引力波,但这仍需要很大的耐烦,因为多年来各个天文台的不雅测罢休王人是逐步传输的。最新斟酌中包含的一些数据以至是25年前集合的。

好意思国国度科学基金会主任Sethuraman Panchanathan暗示,科学家们这次“在履行上创建了一个全星河系探伤器,揭示了弥散在天地中的引力波”。



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