短短四年揪出14個黑洞和3顆中子星,平靜的宇宙原來“波濤洶湧”

自2015年以來,短短四年內揪出14個黑洞和3顆中子星,包括13個黑洞雙星合併事件、黑洞與中子星合併事件以及兩個中子星合併等。平靜的宇宙原來是“波濤洶湧”,只要我們的探測儀靈敏度足夠高,就能發現更加遙遠的宇宙事件。

宇宙印象 深度科普欄目第928期 新一輪的觀察已經開始,為了進一步對引力波進行研究,升級之後的LIGO引力波探測器已經啟動第三輪觀測,再次以高超靈敏度探測宇宙中的引力波。不過這回有點不同,LIGO與意大利的VIRGO干涉儀進行合作,共同調查引力波。很快,LIGO和Virgo在4月的觀測期內確定了五個潛在的合併事件,其中包括第一個黑洞與中子星合併現象。

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頭條獨家的宇宙印象指出,自2015年以來,短短四年內揪出14個黑洞和3顆中子星,包括13個黑洞雙星合併事件、黑洞與中子星合併事件以及兩個中子星合併等。由於中子星合併會產生電磁波信號,我們可以通過射電望遠鏡等觀測到它們的合併。2017年,人類第一次探測到中子星雙星合併產生的引力波。

在4月25日和26日,LIGO和Virgo截獲了兩個引力波信號,第一次可能是中子星雙星合併事件,距離地球大約5億光年。由於LIGO和Virgo沒有同時接收到該事件的信號,複查的區域就只能不斷放大了,導致了十多天過去了,我們仍然沒有確定其信號位置。

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第二個信號可能是與黑洞合併的中子星,距離我們大約12億光年,科學家已經將該事件的位置大大縮小,預計本月有可能會宣佈這個發現。在過去的一個月內,LIGO和Virgo聯合確定了5個引力波候選信號,其中三個與黑洞雙星合併有關,一個可能是中子星雙星合併,另一個可能是中子星和黑洞發生碰撞。最後一種最為有趣和激動人心,因為大質量恆星死亡之後的演化結果只有兩種,一個是黑洞,另一個就是中子星。如今黑洞與中子星發生合併,那就是兩個始祖級的天體混戰,場面異常壯觀。

我們之所以能夠接觸到這些宇宙中最恐怖的天體群發生合併事件,最關鍵的是我們打通了引力波觀測渠道。廣義相對論告訴我們,大質量天體可導致周圍時空發生扭曲,但大質量天體發生合併、碰撞的時候,那麼時空就會像水波漣漪般擴散,這就是引力波。

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由於我們距離引力波源太遠,傳遞到地球之時已經非常微弱,因此我們需要極為靈敏的探測器才能捕捉到引力波。1970年代,邁克耳遜干涉儀使用激光干涉技術之後靈敏度獲得了極大提升,激光可以在反射鏡中來回反射形成干涉條紋,如果引力波干擾了干涉條紋,導致極為微小的位移,我們就能夠探測到引力波,這就是LIGO探測器的原理。

LIGO探測器成功發現第一個引力波信號之後,可以認為打開了一扇大門,這就是引力波探索宇宙的大門。平靜的宇宙原來是“波濤洶湧”,只要我們的探測儀靈敏度足夠高,就能發現更加遙遠的宇宙事件。

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引力波利用時空結構的原理傳遞信號,這也可能是一種新的信息傳遞方式,就像我們從喊話進化到使用無線電通信,如今我們知道了引力波也可以傳遞信息,抵達更加遙遠的宇宙。宇宙印象為今日頭條獨家,其他均為假冒,轉載均為非法。


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