我们已经在脉冲恒星中发现了引力波的另一个暗示

LIGO等引力波干涉仪是令人印象深刻的工程壮举 , 经过多年“磨炼” , 可以测量大质量宇宙物体在时空中几乎无法检测到的引力波 。
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但是宇宙给了我们另一种工具 , 我们可以用它来探测难以捉摸的引力波信号 。这些是一种名为脉冲星的死星 , 它们精确定时闪光的延迟可能暗示着宇宙的引力波背景——数十亿年宇宙碰撞和爆炸恒星的嗡嗡声 。
今年早些时候 , 北美纳赫兹引力波天文台(NANOGrav)宣布他们可能已经检测到这种嗡嗡声 。现在 , 由澳大利亚ARC引力波发现卓越中心 (OzGrav) 的天体物理学家鲍里斯·冈察洛夫(Boris Goncharov) 和瑞安·香农(Ryan Shannon)领导的第二个小组公布了他们自己的结果 。
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虽然他们的结论较为保守 , 但结果与引力波背景并不矛盾 , 但在做出决定性的声明之前还有很多工作要做 。
研究人员在论文中写道:“最近 , 北美纳赫兹引力波天文台(NANOGrav)在他们的 12.5年数据集中发现了共同光谱成分的证据 。”
“在这里 , 我们报告了使用 Parkes Pulsar Timing Array 的第二次数据发布搜索背景的情况 。如果我们被迫在两种北美纳赫兹引力波天文台(NANOGrav)模型之间进行选择——一种具有共谱过程 , 另一种没有——我们发现对共谱过程 。”
引力波天文学还处于起步阶段 。我们使用地球上的 LIGO-Virgo 干涉仪探测到了引力波——黑洞和中子星碰撞产生的巨大光点 。但是宇宙中应该有一个更微弱的信号——引力波背景 。
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这是整个宇宙历史积累的集体信号 。每对碰撞的黑洞或中子星 , 每一个核心坍缩的超新星——甚至是大爆炸本身——都应该在时空中发出波纹 。
过了这么久 , 这些波会很弱并且很难找到 , 但据预测 , 它们都会在宇宙背景中构成一种共振的“嗡嗡声” 。
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现在我们已经确认引力波存在并且可以被探测到——这一发现只有六年历史——科学家们正在寻找引力波背景 。它可以揭示很多关于宇宙历史的信息——破解它将是一项重大的科学突破 。而且 , 虽然这并不容易 , 但脉冲星显示出很大的希望 。
它们是一种中子星 , 以极高的速度旋转 , 并且以这样的方式定向 , 即它们在旋转时会从极点发出发射光束——就像宇宙灯塔一样 。这些毫秒脉冲非常有规律 , 我们可以将它们的时间延迟用于一系列潜在应用 。这称为脉冲星定时阵列 。
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因为引力波会扭曲时空 , 所以理论上它们应该会在脉冲星计时上产生微小的延迟 。这是 北美纳赫兹引力波天文台(NANOGrav)团队在他们的数据中发现的 , 也是OzGrav 团队一直在寻找的 。
“[引力波]背景会拉伸和缩小脉冲星和地球之间的时空 , 导致来自脉冲星的信号比没有引力波的情况下到达的时间稍晚(拉伸)或更早(缩小) , ”香农今年早些时候告诉《ScienceAlert》 。
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