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在黑洞的响声中听到第一个泛音

  • 科学
  • 2019-09-13 16:13:18
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当两个黑洞发生碰撞时,它们会合并成一个更大的黑洞,并像一个响铃一样响起,在空间和时间发出涟漪,称为引力波。嵌入在这些引力波中的是特定频率或音调,其类似于音乐和弦中的个别音符。

现在,研究人员在新形成的黑洞的“响铃”中首次发现了两种这样的音调。以前,人们认为只能测量一个音调,并且使用当今技术检测到额外的音调(称为泛音)太微弱。

“之前,就好像你只想用一根琴弦来敲击吉他和弦的声音一样,”加州理工学院研究生马修·吉斯勒说,他是一项新研究的第二作者,详细介绍了9月12日的研究结果。发行物理评论快报。吉斯勒是提交物理评论X的相关论文的主要作者,该论文涉及用于寻找泛音的技术。

这些结果是基于对国家科学基金会LIGO(激光干涉引力波天文台)捕获的数据进行重新分析,将阿尔伯特爱因斯坦的广义相对论引入了一种新的测试。由于合并黑洞经历了严重的重力,对这些事件的研究使研究人员能够在极端条件下测试相对论的一般理论。在这个特殊情况下,研究人员测试了广义相对论的一个特定预测:黑洞可以通过它们的质量和旋转速率来完全描述。爱因斯坦再次通过了测试。

“这种测试早在第一次检测之前就提出过了,但是每个人都预计它必须等待许多年才能使探测器足够敏感,”理论天体物理学的罗宾逊教授Saul Teukolsky(博士,73)说。在加州理工学院和吉斯勒的顾问。“这一结果表明,我们可以通过包含泛音来开始对今天的探测器进行测试,这是一个意想不到的令人兴奋的结果。”

LIGO在2015年创造了历史,当它在爱因斯坦首次预测它们100年后首次直接探测到引力波。从那时起,LIGO及其位于欧洲的合作伙伴天文台处女座已经发现了近30个引力波事件,这些事件正在进一步分析中。当两个黑洞相撞时,许多这些引力波产生,通过太空发出颤动。

“一个新的黑洞形成一个暴力的天体物理过程,因此处于激动状态,”马克西米利亚诺(Max)Isi(博士'18),物理评论快报研究的主要作者,现在在麻省理工学院。“然而,它很快就会以引力波的形式释放出这种多余的能量。”

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