一項新的研究表明,超大質量黑洞融合和大爆炸在太空中產生的漣漪可以與它們所發出的“敲擊聲”區分開來。
在那一刻 噪音大宇宙中的“量子漲落”與外部空間氣球同時膨脹,產生了所謂的原始漲落 引力波。從理論上講,這些波今天仍然會進入宇宙。來自各種其他來源的引力波將加入它們,例如 超大質量黑洞 在不同的地方被碰撞和融化 星系。這些波以及大爆炸波一起應該在整個宇宙中產生微弱划痕的背景。那麼我們如何找到漣漪呢?
為了尋找這種引力波背景,天文學家正在巧妙地利用 脈衝星。這些是死星,它們旋轉得相當快,磁棒發出的輻射線不斷地向我們的方向點燃,表現為無線電脈衝。最重要的是,脈衝星是非常高效的時間承載者 宇宙。脈搏的每一次偏差都是出現問題的跡象。
如果空間中充滿了來自暴脹和超大質量黑洞的環境引力波,那麼這些波中的每一波都會破壞其穿過我們和附近(當然是在星系規模上)脈衝星之間的空間的路徑。如果天空中大約同一區域的許多脈衝星在其脈衝時突然表現出相同的偏差,則說明我們和它們之間已經通過了引力波。
2023 年,納赫茲北美引力波觀測站 Nanograv 與澳大利亞、歐洲和印度的類似實驗一起工作,發布的結果強烈表明他們已經 審判 使用脈衝星時間弦作為引力波背景。儘管結果尚不確定,但如果結果被證明,下一步將嘗試共享環境中這些引力波的所有來源。
日本弘前大學的物理學家淺田秀樹和山本俊對此有一個想法。
“在我們的信中,我們研究了一對近距離超大質量黑洞產生特別強烈信號的情況,”淺田在一份報告中說道。 陳述。 “如果兩個這樣的系統具有非常相似的頻率,它們的波就會干擾並產生跳動模式,就像聲學中一樣。原則上,這一特徵可以讓我們將它們與膨脹的隨機背景區分開來。”
來自兩個超大質量黑洞的引力波具有相似的引力波(納赫茲模式,導致波長 光年 高),由具有相似尺寸和相似劃分的黑洞產生,當它們相互經過時可能會進入疊加狀態。當引力波的頂部和勺部接近時,這將導致建設性和破壞性的干擾,抑制脈衝時間偏差的調製,而脈衝時間偏差可以通過比目前更靈敏的儀器檢測到。
通過區分超大質量黑洞軌道的貢獻,天文學家將能夠評估此類系統在宇宙中的存在方式並確定它們的質量。更有吸引力的是,對超大質量黑洞引力波的計算將把它們與原初引力波區分開來。這些是在暴脹期間產生的,暴脹發生在最初的一小部分時間內,它們的錢的差異將幫助宇宙學家更多地了解創世的曙光。
淺田和山本 調查 它發表在宇宙學和天體物理報紙上。