天文學家可能在時空中檢測到了背景漣漪

據外媒報道,截止到目前,我們人類探測到的引力波就像時空海洋中的海嘯,但科學家們相信,柔和的漣漪也應該遍及宇宙。現在,一項對遍布銀河系的脈沖星發出的光進行的長達13年的調查可能已經揭示了這些背景信號的第一個線索。

天文學家可能在時空中檢測到了背景漣漪

據了解,引力波是發生在空間和時間極端結構中的扭曲,通常在黑洞和/或中子星之間的碰撞中產生。一個世紀前,愛因斯坦廣義相對論首次對這種波進行了預言,但直到2015年它才直接探測到,此後幾年又探測到了數十個。

盡管它們來自於宇宙中一些能量最大的事件,但當這些波到達地球時,它們實際上只是在非常小的范圍內扭曲了現實–大約是質子寬度的千分之一。

迄今為止,所有探測到的引力波都是來自宇宙大災難的尖銳而突然的信號,不過也應該存在穩定低頻波的嗡嗡背景聲。但當然,它們更難被探測到,因為它們需要花費更長的時間覆蓋到地球。但找到它們是北美納赫茲引力波天文台(NANOGav)的目標。

這項新研究的論文首席作者Joseph Simon表示:「其他天文台尋找的引力波在幾秒鍾的量級上。我們正在尋找的則是數年或數十年的波。」

目前,尋找引力波需要使用像LIGO和Virgo等這樣極其靈敏的儀器,它們會將激光射入4公里長的隧道中以觀察光線的微小變形。但NANOGrav則可以將其放大進而對整個星系展開利用。

天文學家可能在時空中檢測到了背景漣漪

在過去的3到13年里,NANOGrav團隊一直對來自銀河系的45顆脈沖星進行觀測。脈沖星是一種快速旋轉的恆星,其輻射束以可預測的脈沖在地球上空擺動,其周期能在上億年間保持穩定。但就像LIGO的激光一樣,引力波經過時應該會拉伸和擠壓它們發出的光,而這可能會讓天文學家探測到低頻引力波背景。現在,他們得到的數據似乎暗示了一些新的東西。「我們在數據庫里發現了一個強烈的信號,但我們還不能說這就是引力波背景。」

研究小組表示,他們還需要展開進一步的工作來確認這個信號是否來自引力波背景。理想情況下,更多的脈沖星將被加入到觀察名單中,而這一群脈沖星將需要更長的觀測時間。如果最終得到確認,那麼研究人員的下一步工作可能就是尋找它們的來源。據信,背景信號可能來自於隱藏在星系中心的特大質量黑洞之間的碰撞。

NANOGrav小組成員Julie Comerford指出:「這些關於引力波背景的誘人跡象表明,超大質量黑洞很可能確實會合並,並且我們正處於宇宙中超大質量黑洞合並而成的引力波海洋中。」

來源:cnBeta