[導(dǎo)讀]科學(xué)家發(fā)現(xiàn)引力波信號可能隱藏在基于脈沖星計時的曲線中，如果我們揭開引力波之謎，或?qū)l(fā)現(xiàn)此前從未見過的且不會發(fā)光的物質(zhì)。
騰訊
科學(xué)訊（Everett/編譯）據(jù)國外媒體報道，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)對宇宙“把脈”可以將無形的褶皺變得“可見”，關(guān)于愛因斯坦引力波的第一個證據(jù)可能存在于高速旋轉(zhuǎn)的死亡恒星所發(fā)出的光脈沖。當(dāng)然，我們可能在2013年發(fā)現(xiàn)引力波的第一個證據(jù)，在一項新的研究中了解到黑洞合并事件的形成速率，以及來自脈沖星的光線是如何發(fā)生改變的。引力波是時空曲率受到擾動時產(chǎn)生的現(xiàn)象，比如當(dāng)兩個黑洞相互圍繞著旋轉(zhuǎn)，并高速運動，可產(chǎn)生強大的引力波，黑洞的質(zhì)量越大，其移動的速度也就越大，產(chǎn)生的引力波“時空漣漪”也就越強烈。
星系合并事件或?qū)е聞×业摹皶r空漣漪”（騰訊科學(xué)配圖）
當(dāng)宇宙中的巨大天體移動時，便會擠壓以及延伸時空形成類似波浪的漣漪，如同折疊狀態(tài)的手風(fēng)琴。對引力波的測量可以驗證廣義相對論，也有助于觀測宇宙。尋找引力波產(chǎn)生的漣漪也是一個大挑戰(zhàn)，部分原因是我們目前還沒有合適的工具對引力波進行探測。針對這項研究的空間探測器任務(wù)由于缺乏資金被取消執(zhí)行，而我們現(xiàn)在只有陸基引力波探測器是最好的選擇。位于美國路易斯安娜州和華盛頓州建造了光干涉引力波天文臺（LIGO），該裝置進行一項重大升級計劃直到2014年。
一旦光干涉引力波設(shè)備啟動，仍然需要四到五年的時間收集足夠的引力波證據(jù)。在此期間，引力波“獵人”只能密切關(guān)注脈沖星的細(xì)微變化來尋找引力波。這些死亡的恒星擁有致密的內(nèi)核，其形成的射電波束從天體兩極端向外發(fā)射，如果射線束的方向直接對準(zhǔn)地球，那么我們可以觀測到相隔固定時間出現(xiàn)的閃爍現(xiàn)象。但是當(dāng)引力波產(chǎn)生時，扭曲的時空以至于脈沖星的光信號出現(xiàn)不規(guī)則的現(xiàn)象。普林斯頓大學(xué)的科學(xué)家肖恩?麥克威廉斯（Sean McWilliams）認(rèn)為脈沖星對位于星系中央的超大黑洞合并事件十分敏感，這是因為諸如黑洞這樣巨大質(zhì)量的天體產(chǎn)生的時空漣漪非常明顯。
但是星系（中央黑洞）合并產(chǎn)生的引力波并不容易被探測到，這是因為來自宇宙的背景噪聲顯得較為雜亂，無法給出明確的信號。研究人員目前通過對一組脈沖星進行觀測，如果它們的信號出現(xiàn)變化可暗示引力波傳遞的跡象，但現(xiàn)在為止這種脈沖星計時技術(shù)還沒有獲得實質(zhì)性的觀測結(jié)果。肖恩?麥克威廉斯認(rèn)為可能是由于我們沒有以正確的方式審查這些數(shù)據(jù)。對此，科學(xué)家們探討了探測引力波的新方法，可以通過巨型黑洞合并事件的概率來計算宇宙背景噪聲中會觀測到何種強大和復(fù)雜的信號。
目前的分析方法可以依據(jù)黑洞合并發(fā)生概率來尋找相關(guān)的數(shù)據(jù)曲線。早在2010年，科學(xué)家們注意到星系團中央質(zhì)量合并的速率大于預(yù)期值，暗示了這些星系正在通過越來越頻繁的合并事件來增加質(zhì)量?；谶@個新的速率值，威廉姆斯和他的同事們計算出引力波信號的強度應(yīng)該比此前預(yù)期值大三至五倍，數(shù)據(jù)曲線將會變得更加復(fù)雜，如果我們是通過該方法得到新的曲線，那么引力波信號可能就隱藏在新的數(shù)據(jù)曲線中，而且還未進行具體分析。
西弗吉尼亞大學(xué)的研究人員莫拉?麥克勞克林（Maura McLaughlin）認(rèn)為這樣的預(yù)測是正確的話，可能會在每年公布新的研究成果。位于德國愛因斯坦研究所的科學(xué)家也進行了類似的研究，通過保守分析星系合并事件來推測引力波強度研究幾乎得到了相同的成果，因此，脈沖星計時研究可能在未來數(shù)年內(nèi)得出結(jié)果。
研究人員提醒，這些模型還保留著回旋余地，現(xiàn)在的觀測技術(shù)還并不完善，也存在很多的不確定性，但這些可推動尋找引力波的研究。一旦我們探測到引力波并對其進行了解，我們就會擁有一種完全不同的工具，可以觀測到我們從未見過的、且不會發(fā)光的東西，這才是真正的革命性發(fā)現(xiàn)。
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