伯明翰大學(xué)的研究人員表示，檢測超低頻引力波的新方法可以與其他不太敏感的測量方法相結(jié)合，以提供對我們宇宙早期發(fā)展的新見解。引力波--愛因斯坦時(shí)空結(jié)構(gòu)中的漣漪，以光速穿過宇宙，具有各種波長，或頻率。科學(xué)家們還沒有設(shè)法探測到極低的"納米赫茲"頻率的引力波，但目前正在探索的新方法有望很快確認(rèn)第一批低頻信號。

主要的方法是使用射電望遠(yuǎn)鏡，利用脈沖星--這種充滿了“異國情調(diào)”的死星，以非同尋常的規(guī)律性發(fā)出無線電波脈沖，來探測引力波。例如，NANOGrav合作項(xiàng)目的研究人員利用脈沖星對分布在我們整個(gè)銀河系的毫秒級脈沖星網(wǎng)絡(luò)或陣列的旋轉(zhuǎn)周期進(jìn)行精確計(jì)時(shí)，這是天文學(xué)家對一個(gè)完美時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)的最佳詮釋。這些可以用來測量引力波在宇宙中傳播時(shí)引起的零星變化。

然而，是什么產(chǎn)生了這些信號，這個(gè)問題還沒有確定。伯明翰大學(xué)引力波天文學(xué)研究所的科學(xué)家們認(rèn)為，僅使用脈沖星計(jì)時(shí)陣列(PTAs)的數(shù)據(jù)來確定一個(gè)答案將是非常困難的。

相反，在今天(2021年10月18日)發(fā)表在《自然-天文學(xué)》上的一封信中，他們建議將這些新數(shù)據(jù)與其他項(xiàng)目(如歐洲航天局的蓋亞任務(wù))的觀測結(jié)合起來，將有助于對我們宇宙最早時(shí)期仍然存在的不同信號進(jìn)行拆分和解釋。

關(guān)于超低頻引力波的主要理論是，它們是由位于合并星系中心的超大質(zhì)量黑洞群引起的。當(dāng)星系合并時(shí)，它們的中心黑洞會配對，形成雙星并產(chǎn)生引力波。在這種情況下，PTA對引力波的探測將為研究星系的組裝和生長的天體物理學(xué)提供令人興奮的新方法。

但也有其他的可能性。納米赫茲引力波可以講述我們新生宇宙的故事，遠(yuǎn)在星系和黑洞形成之前。事實(shí)上，有人提出，極低頻率的引力波信號可能是在大爆炸后不久由其他過程產(chǎn)生的;例如，如果宇宙在正確的溫度下經(jīng)歷了物理學(xué)家所說的相變。

主要作者克里斯托弗-摩爾博士說。"最近，NANOGrav可能已經(jīng)看到了使用脈沖星計(jì)時(shí)陣列的引力波信號的第一個(gè)初步暗示，我們預(yù)計(jì)未來幾年將是這種類型科學(xué)的黃金時(shí)代。對這些信號的各種解釋是令人興奮的，但也是一個(gè)迷宮。我們需要一種方法來區(qū)分不同的可能來源。目前，僅靠脈沖星定時(shí)陣列數(shù)據(jù)是非常困難的"。

共同作者Alberto Vecchio教授說。"脈沖星計(jì)時(shí)陣列可能會對古代宇宙學(xué)過程提供前所未有的洞察力。開發(fā)復(fù)雜的方法來解釋這些見解將意味著我們可以真正開始了解我們的宇宙是如何形成和形成的"。

關(guān)鍵詞： 新方法 引力波 超低頻 研究人員