黑洞相互围绕旋转产生巨大的引力波
在宇宙的深邃之中,科学家们已经找到了一种神奇的方式,让无形的宇宙褶皱变得“可见”那就是通过捕捉宇宙中的引力波。关于爱因斯坦引力波的首个证据,可能隐藏在高速旋转的死亡恒星所发出的光脉冲之中。回顾至2013年,我们已经对引力波的研究取得了重大进展,包括了解黑洞合并事件的形成速率,以及来自脉冲星的光线是如何被引力波所影响的。
引力波是时空曲率受到扰动时产生的现象。想象一下,当两个巨大的黑洞相互环绕旋转,并高速运动,它们会搅动周围的时空,产生强大的引力波。黑洞的质量越大,其移动的速度越快,产生的“时空涟漪”也就越强烈。
当宇宙中的巨大天体移动时,它们会挤压和延伸时空,形成类似波浪的涟漪。这些涟漪就像折叠的手风琴一样,在宇宙中展开。对引力波的测量不仅可以验证广义相对论,还可以帮助我们更好地观测和理解宇宙。寻找引力波产生的涟漪是一个巨大的挑战,因为我们目前还没有合适的工具来直接探测它们。虽然原计划的空间探测器任务因缺乏资金而被取消,但我们现有的陆基引力波探测器是目前最好的选择。
位于美国的路易斯安娜州和华盛顿州的LIGO装置正在进行重大升级,预计在不久的将来会为我们带来关于引力波的新发现。即使设备启动,我们仍需要四到五年的时间来收集足够的引力波证据。在此期间,科学家们将密切关注脉冲星的细微变化来寻找引力波的踪迹。
这些死亡的恒星拥有致密的内核,它们的射电波束从两端射出。如果射线束的方向直接对准地球,我们可能会观测到一种闪烁现象。当引力波产生时,它会扭曲时空,导致脉冲星的光信号出现不规则的现象。普林斯顿大学的科学家肖恩麦克威廉姆斯认为,脉冲星对位于星系中央的超大黑洞合并事件非常敏感。因为这些巨大质量的天体,如黑洞,产生的时空涟漪极其明显,为我们提供了寻找引力波的重要线索。