科学家如何利用旋转的死亡恒星来寻找时空结构中的涟漪

识别来自黑洞双星的引力波还可以更清楚地探测可追溯到大爆炸时刻暴胀的原始引力波。

来源:Space.com: NASA,太空探索和天文新闻

一项新的研究表明,超大质量黑洞合并和大爆炸产生的时空涟漪可以通过其中一个的“节拍”来区分。

在大爆炸的那一刻,宇宙中的“量子涨落”随着空间向外膨胀而膨胀,产生了所谓的原始引力波。从理论上讲,这些波今天仍然应该在宇宙中荡漾。它们将与来自其他各种来源的引力波结合在一起,例如在不同星系中碰撞和合并的超大质量黑洞。这些波以及大爆炸波一起应该在整个宇宙中产生微弱的涟漪背景。那么,我们如何找到涟漪呢?

大爆炸 引力波 超大质量黑洞 星系

为了寻找这种引力波背景,天文学家巧妙地利用了脉冲星阵列。这些死亡恒星的旋转速度足够快,从磁极发出的辐射束会在我们的方向上反复闪烁,表现为无线电脉冲。重要的是,脉冲星是高效的计时器——是宇宙中最精确的计时器之一。脉搏的任何偏差都表明出现了问题。

脉冲星 宇宙

如果太空中充满了来自暴胀和超大质量黑洞双星的环境引力波,那么这些波中的每一个都会经常在我们和附近(当然是在银河尺度上)脉冲星之间的空间中产生涟漪。如果天空中大致相同区域的许多脉冲星突然在脉冲时间上表现出相同的偏差,那么这是一个重要的线索,表明引力波已经在我们和它们之间通过了。

检测到证据

日本弘前大学的物理学家 Hideki Asada 和 Shun Yamamoto 对此有一个想法。

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