科學家表示，地球上重力波探測器「聽到」的時空漣漪目錄已經增加了一倍，新發現的來源範圍從不穩定的黑洞合併到迄今為止發現的最嚴重的黑洞碰撞。
1915年， 阿爾伯特愛因斯坦 預測當宇宙中最密集和最極端的物體相撞時，這些事件將創造出空間和時間的結構（統一為一個稱為 4 維實體） 時空）響鈴。然後，100年後，2015年9月14日，雷射干涉儀重力波天文台（利貢）首次發現了這些空間波 – 它們是由碰撞產生的 黑洞 距離超過13億光年。
重力波的每一個新發現都讓我們能夠以十年前無法做到的方式解開宇宙之謎的另一塊，」來自加州理工學院 (Caltech) 的 LVK 成員露西·托馬斯 (Lucy Thomas)。 在一份聲明中說。 “想到我們可能透過未來的觀測發現什麼樣的天文物理學之謎和驚喜，真是令人難以置信的興奮。”
更多品種
組成這個目錄的資料稱為重力波瞬態目錄-4.0 (GWTC-4)，包括 128 個極遠的重力波源。它是在 2023 年 5 月至 2024 年 1 月期間這些重力波探測器進行第四次觀測時收集的。
在此之前，在 LIGO、Virgo 和 KAGRA 的前三次觀測中，科學家們只「聽到」了 90 個潛在的重力波源。令人興奮的是，GWTC-4 在技術上可能會更大，因為 LIGO、Virgo 和 KAGRA 進行的約 170 個其他重力波探測尚未進入目錄。
LIGO發言人、英國卡迪夫大學教授史蒂芬·費爾赫斯特在聲明中表示：“在過去的十年裡，引力波天文學已經從首次探測到觀測到了數百次黑洞合併。” “這些觀測使我們能夠更好地了解黑洞是如何從大質量恆星的坍縮中形成的，探索宇宙的宇宙演化，並為廣義相對論提供日益嚴格的證實。”
GWTC-4 突出的一個面向是產生這些訊號的各種事件。目錄中包含迄今為止質量最大的黑洞雙星之間合併產生的引力波，每個黑洞雙星的大小約為 130 倍 太陽質量嚴重不匹配的黑洞和以光速 40% 左右的令人難以置信的速度旋轉的黑洞之間並排合併。在這些情況下，科學家認為這些合併所涉及的黑洞的極端特徵是先前碰撞的結果，這提供了合併鏈的證據，可以解釋一些黑洞的質量如何增長到太陽質量的數十億倍。
LVK 成員、麻省理工學院科學家 Salvatore Vitale 在聲明中表示：“這個數據集增強了我們的信心，即宇宙歷史上早期碰撞的黑洞可能比後來碰撞的黑洞具有更大的自旋。”
GWTC-4 還包括兩個涉及黑洞和中子星的新混合合併。
英國格拉斯哥大學的 LVK 成員 Daniel Williams 在一份聲明中表示：“這個目錄傳達的信息是：我們正在擴展到我們所謂的‘參數空間’的新部分和新型黑洞。” “我們確實在突破極限，看到了質量更大、旋轉更快、在天體物理學上更有趣和不尋常的物體。”
該目錄還顯示了 LVK 探測器的靈敏度已變得多麼高。一些中子星合併發生在10億光年之外，而一些黑洞合併發生在100億光年之外。這些發現使科學家能夠檢驗最初預測黑洞和重力波存在的理論，即愛因斯坦的巨著重力理論， 廣義相對論。
德州大學奧斯汀分校的 LVK 成員亞倫·齊默爾曼 (Aaron Zimmerman) 在聲明中表示：“黑洞是廣義相對論中最具標誌性和令人驚訝的預測之一。它們對空間和時間的震動比我們能想像到的幾乎任何其他過程都要強烈。” “在測試我們的物理理論時，盡可能有可能觀察最極端的情況，因為那也是我們最極端的地方。
「到目前為止，該理論通過了我們所有的測試。但我們也了解到，我們需要做出更準確的預測，以跟上宇宙向我們提供的所有數據。”
LVK 結果很快就會發表在《天文物理學雜誌快報》特刊上。
