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“宇宙之眼”:模擬黑洞合併過程 探尋時空漣漪

  美國國家航空航天局(NASA)日前在其網站上公佈了黑洞合併的模擬動圖,在浩瀚繁星中,兩個靠近的黑洞如同一雙黝黑的“宇宙之眼”,隨後二者旋轉融合,最終合二為一。這一過程也伴隨著引力波的産生,即所謂的“時空漣漪”。

  引力波探測可謂是今年物理學的大熱門,10月份不負眾望摘下諾貝爾物理學獎,此後,天文學家又宣佈首次探測到由雙中子星合併産生的引力波及其伴隨的電磁信號。

  從2015年9月至今,科學家已經五次捕捉到引力波。其中,前四次探測到的引力波都是由黑洞合併産生。不過,現在還有更大的物體,它們的引力波信號還沒有被探測到:超大質量的黑洞,比太陽質量大1億倍。

  大多數大型星系都有一個中央超大質量黑洞。當星系發生碰撞時,它們的中心黑洞傾向於彼此螺旋上升,釋放出引力波。但超大質量黑洞的引力波産生的頻率要低得多。

  為了探索這一未知的引力波科學領域,研究人員開始關注脈衝星計時陣列的自然實驗。脈衝星是死星的密集殘留物,它們經常發射無線電波,這就是為什麼有些人稱之為“宇宙燈塔”。

  黑洞的合併會産生引力波,因為當它們相互環繞時,它們的引力會扭曲時空的結構,以光速向各個方向向外發射。這些扭曲實際上使地球和脈衝星的位置發生了輕微的變化,從而産生了一種來自天體燈塔的特徵和可探測的信號。

  研究人員稱,“從10億次太陽質量黑洞的合併中發現引力波,將有助於解開星系形成的一些最持久的謎題” 。

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