新浪科技综合|宇宙诞生时留下的信号,人类可能已经“听”到了( 二 )


探测超低频引力波的主要方法是利用脉冲星 。 脉冲星是一种致密的、高度磁化的恒星 , 它在旋转的同时规律地发出无线电波脉冲 , 有“宇宙灯塔”之称 。 超低频引力波可能让脉冲星发出的电波间隔时间产生微小的变化 , 科学家就利用这些变化来寻找这种引力波 。 摩尔说:“大自然慷慨地给予了我们快速旋转的毫秒脉冲星 , 它们是天然的时钟 。 毫秒脉冲星以极其稳定的方式旋转 , 这使它们成为精确的计时仪器 。 如果引力波穿过地球 , 你也会看到时钟加速或减速 。 ”
虽然利用毫秒脉冲星可能会是探测超低频引力波的主要方法 , 但这项新研究的作者认为 , 毫秒脉冲星的信号变化不足以反映引力波的来源 。 今年1月 , 北美纳赫兹引力波天文台(NANOGrav)通过遥远的脉冲星信号 , 探测到可能存在超低频引力波的迹象 , 但这些迹象尚未得到证实 。

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因此 , 这项研究的研究者们建议 , 需要结合多种方法探究超低频引力波的来源 。 “我们想通过这篇论文表达 , 除了脉冲星计时 , 我们需要寻找其他探测器、仪器、实验……任何能检测到引力波的方法 , 都可能有所帮助 。 ”摩尔说 。
作者的建议之一 , 是将脉冲星数据与欧洲航天局(the European Space Agency)盖亚任务(Gaia mission)的观测结果结合起来 。 作者还建议研究宇宙大爆炸的核合成模型(Big Bang nucleosynthesis) , 它是基于大爆炸后不久存在的原子种类建立的早期宇宙模型 。 “这两种方法都还不能探测到引力波 , 但它们可以为引力波的频率设定边界 。 ”摩尔说 。 尽管这篇论文没有得出关于超低频引力波的决定性答案 , 但它是在今后开展超低频引力波研究的第一步 。
为什么要研究超低频引力波?
自从研究人员首次发现引力波以来 , 这些穿越时空的涟漪为人类开启了观察宇宙的新领域 。 现在 , 科学家或许即将“解锁”超低频引力波 , 这是激动人心的时代 , 我们在“聆听”宇宙之音 。
欧姆说:“我们刚刚开始探索宇宙中的超大质量黑洞 , 我们尚不确定它们的质量和数量 。 因为它们很重 , 它们产生的引力波不仅频率较低 , 而且其本身非常“响” 。 所以黑洞越重 , 它们产生的时空扭曲就越大 , 我们就可以看得更远 。 ”
但是 , 要想让超低频引力波提供有用的信息 , 科学家就必须知道它的来源 。 “这是关键 。 ”摩尔说 , “我们是在观察离我们较近的黑洞发出的信号 , 还是在目睹与大爆炸的时间更接近的、更古老的宇宙进程?” 摩尔预测 , 科学家将在不远的将来探测到超低频引力波 。 这可能有助于我们进一步理解宇宙或超大质量黑洞的形成 。 “这是研究天文学的全新方式 , 非常令人兴奋 。 ”摩尔说 。

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