宇宙学

引力波:Ligo再次振动

实验的干涉仪 利奥 第三次记录引力波。它们来自位于三十亿光年的两个黑洞的融合。

肖恩百事可数
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三!合作 利奥-Virgo. 刚刚宣布了新的引力波检测,记录在2017年1月4日。与2015年的前两个信号一样,两个大规模黑洞的融合是该信号的起源,振动了“时空空间的结构” 。研究人员能够推断出黑洞的质量,还可以绘制这对恒星的形成条件。

这两个干涉仪观察 利奥位于美国的Hanford和Livingston,涉及由1915年的Albert Einstein开发的一般相对论理论的两个强大预测:黑洞和引力波。第一个是恒星,其引力领域如此强烈的是,即使在光速拍摄时也能够接近太近的一切都无法再逃跑。早在20世纪60年代确认了这些奇怪的物体的存在。引力波是在光速下在宇宙中传播的时空组织的振动。实际上,如果通用相对论描述了宇宙的内容如何局部地变形时空的几何形状,则其方程也表明一些宇宙事件产生振动 - 引力波 - 通过宇宙行进。

两个黑洞的融合是发出引力波的现象之一。两个黑洞首先形成彼此环绕的一对旋转星。该系统发出低振幅的引力波,消散了一对恒星的能量。结果是,黑洞逐渐越来越近,直到击中和形成单个黑洞。在这种融合期间,部分质量被转换为能量,并且引力波的幅度允许它们在宇宙中远远地检测它们。宇宙华尔兹 利奥 刚刚被发现的近30亿光年,几乎是2015年检测到的两个先前信号的两倍。它已经成立了两个31.2和19的黑洞,4个太阳能块和由此产生的黑洞48.7太阳能群众的质量。在熔化过程中的一小部分中,阳光质量的两倍以引力波的形式转化为纯能量!

合作 利奥-Virgo. 估计这种合并的频率:Gigaparsec立方体和每年将大于12个合并(一只千兆克雷普等于33亿光年)。她还检查了在合并期间发现了黑洞的旋转配置。特定配置是黑洞在它们周围的相同方向上沿着它们转身的相同方向转向的配置。因此,每个黑洞的旋转轴与二元系统的旋转轴对齐。当黑洞来自在同一气体云中形成的两颗恒星时,出现这种配置,并且具有很早构成二元系统。潮汐和恒星之间的材料的现象导致旋转轴的对准。根据记录的数据 利奥,这种配置不太可能比轴未对齐的那么不太可能。在这种情况下,将通过捕获形成黑洞的二进制系统,然后不优选旋转轴的方向。然而,这并不排除一个场景,在两星二元系统的情况下,超新星中的恒星的爆炸(黑洞是在此事件之后的恒星的遗骸)会产生轴的倾斜旋转。

需要进一步的信息来在这些不同的假设之间决定。然而,很明显,由于引力波,研究人员已经在遥远的时间内研究了恒星群的新工具。这些分析均更有趣,因为其他假设在这些黑洞的起源上提前。合并的两个含量的估计质量范围与在宇宙第一时刻形成的原始黑洞中的预期兼容。这些物体也很有趣,因为它们可以对暗物质贡献,这代表了宇宙内容的四分之一。

研究人员还使用引力波来测试一般相对性,特别是分散现象。如果对引力波的传播进行了此目的,则不同频率的波以不同的速度传播 - 一种相当于通过玻璃或水的光线发生的现象:分散分离不同的颜色,从而产生彩虹。如果这种效果在一般相对性中,存在一些替代模型(它假设引人注目,传递重力的假设粒子具有非零质量,另一个额外的尺寸,另一个仍然是空间,等等。)。然后,由干涉仪记录的重力波信号将使不根据一般相对性观察到的失真。

利奥 应该继续记录几个月的数据。然后将停止设施大约一年,以使旨在进一步提高探测器的灵敏度的技术改进。此外,探测器 处女座位于意大利比萨附近,应该开始从这里占据数据。三个干涉仪(两者 利奥 和其中之一 处女座同时运行,在天空中定位信号会更容易。

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