在利用3架探測(cè)器進(jìn)行了僅一個(gè)月的新一輪觀測(cè)活動(dòng)后,物理學(xué)家于2019年5月2日發(fā)布新聞公報(bào)說(shuō),他們發(fā)現(xiàn)了更多的引力波。自2015年首次探測(cè)到引力波以來(lái),這些探測(cè)器已探測(cè)到13次由雙黑洞碰撞產(chǎn)生的引力波、兩次由雙中子星碰撞產(chǎn)生的引力波,此次又探測(cè)到可能由黑洞和中子星碰撞產(chǎn)生的引力波。
與此同時(shí),伴隨著探測(cè)量的不斷增加,一位理論學(xué)家取得的一項(xiàng)進(jìn)展,有望改變研究小組分析信號(hào)的方式,從而使檢驗(yàn)阿爾伯特?愛(ài)因斯坦的引力理論ü 廣義相對(duì)論變得更加容易。
為了解釋他們的引力波信號(hào),科學(xué)家將其與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果進(jìn)行了比較。如今,美國(guó)西弗吉尼亞大學(xué)摩根敦分校理論天體物理學(xué)家Sean McWilliams已經(jīng)為兩個(gè)正在合并的黑洞產(chǎn)生的信號(hào)或波形計(jì)算出了一個(gè)精確的數(shù)學(xué)公式。
這是向前邁出的一大步。并未參與該項(xiàng)研究的波茲曼市蒙大拿州立大學(xué)引力波天文學(xué)家Neil Cornish說(shuō), 這將為分析提供更精確的波形。它同時(shí)也讓我們對(duì)黑洞合并中發(fā)生的事情有了更多的了解。
愛(ài)因斯坦在1916年預(yù)測(cè),當(dāng)兩顆恒星圍繞彼此運(yùn)行時(shí)會(huì)發(fā)出引力波,盡管他曾認(rèn)為這些波可能太微弱而無(wú)法探測(cè)到。2015年,激光干涉引力波天文臺(tái)(LIGO)的物理學(xué)家利用位于華盛頓州漢福德和路易斯安那州利文斯頓的巨大光學(xué)儀器,觀測(cè)到13億光年之外的兩個(gè)黑洞合并時(shí)發(fā)出的引力波。意大利比薩附近的 處女座 (Virgo)引力波探測(cè)器于2017年8月加入這項(xiàng)搜尋工作,這一合作使得對(duì)深空事件的來(lái)源能夠進(jìn)行三角定位。
公報(bào)說(shuō),LIGO探測(cè)器和Virgo引力波探測(cè)器4月26日同時(shí)探測(cè)到了一個(gè)信號(hào),該信號(hào)可能由大約12億光年外的黑洞和中子星碰撞產(chǎn)生。
LIGO負(fù)責(zé)科學(xué)協(xié)作的發(fā)言人表示,探測(cè)到的信號(hào)非常微弱,就像在喧鬧的咖啡館中聽(tīng)他人耳語(yǔ),很難辨別清楚,因此還需要一段時(shí)間才能得出確切結(jié)論。
LIGO和Virgo在升級(jí)后于4月1日啟動(dòng)第三輪引力波探測(cè)。
此次運(yùn)行將持續(xù)到2020年3月,同時(shí)也標(biāo)志著引力波天文學(xué)的一個(gè)重大變化。LIGO和Virgo將首次向其他天文臺(tái)(以及任何擁有望遠(yuǎn)鏡的天文愛(ài)好者)發(fā)布關(guān)于引力波探測(cè)的公共實(shí)時(shí)警報(bào),并提示他們?nèi)绾握业竭@些事件,以便使用從射電望遠(yuǎn)鏡到空間X射線望遠(yuǎn)鏡的傳統(tǒng)技術(shù)對(duì)其展開(kāi)研究。
靈敏度的提高將使探測(cè)器能夠更好地從恒定的背景噪聲中分辨出信號(hào),從而為物理學(xué)家提供更多有關(guān)引力波的細(xì)節(jié)。這反過(guò)來(lái)又為精確驗(yàn)證愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論提供了可能。
升級(jí)后的LIGO還降低了量子噪聲水平。量子噪聲由光子的隨機(jī)波動(dòng)引發(fā),可能導(dǎo)致測(cè)量的不確定性,并且掩蓋微弱的引力波信號(hào)。
科學(xué)家表示,新啟動(dòng)的第三輪引力波探測(cè)的靈敏度比以往大大增強(qiáng),LIGO和Virgo在接下來(lái)的一年將共同探測(cè),從已知的各種來(lái)源中發(fā)現(xiàn)更多引力波,也有望探測(cè)到新的引力波事件。
與此同時(shí),日本新建成的KAGRA引力波天文臺(tái)的研究人員正在加緊調(diào)試他們的探測(cè)器,以便在2020年初加入這個(gè)網(wǎng)絡(luò)。擁有第四個(gè)探測(cè)器將特別有助于以更高的精度定位宇宙中發(fā)生的事件。
帕薩迪納市加州理工學(xué)院物理學(xué)家、LIGO主任David Reitze表示,新一輪探測(cè)首次發(fā)現(xiàn)了黑洞吞噬中子星的跡象,如果得到證實(shí),這將是一個(gè) 三連勝 ,即先后觀察到了黑洞、中子星碰撞的各種類型,包括雙黑洞、雙中子星以及黑洞與中子星碰撞。