研究發現宇宙超低頻引力波背景的新證據

【2022年01月17日訊】(記者笛睿編譯報導)一個國際研究組最新公佈的數據顯示,科學家找到了存在「低頻引力波背景」信號的最新證據。

根據愛因斯坦的相對論,科學家認為宇宙中像大型黑洞合併、或是宇宙誕生初期所發生的各種事件,都會在宇宙中留下引力波的證據。這些漣漪的尺度可達光年的級別。在過去幾十年來,科學家一直在尋找這些信號。

國際脈衝星計時陣列(International Pulsar Timing Array,縮寫為IPTA)是一個觀測引力波的國際合作項目組,聯合了歐洲脈衝星計時陣列(EPTA)、北美納赫茲引力波天文台(NANOGrav)和澳大利亞帕克斯脈衝星計時陣列(PPTA)等多國的研究力量。

最近該項目發佈的第二批觀測數據DR2,包含了65顆脈衝星的精確的計時數據。研究組表示,從這些脈衝星綜合的數據來看,有強烈的證據顯示這裡面存在一種共同的超低頻信號。這種信號的特點和理論預測的「引力波背景」信號一致。

理論認為,多個宇宙事件(比如大型黑洞的合併)所產生的引力波疊加在一起,會產生這種引力波背景信號,就像一個擁擠的禮堂裡面的人群所發出的嘈雜的說話聲。

除了像黑洞合併這樣劇烈的事件,理論認為,來自宇宙誕生早期的天文事件信號也會摻雜在「引力波背景」信號中。所以發現引力波背景信號能夠揭示宇宙的很多奧秘。

主要研究者之一英國伯明翰大學(University of Birmingham)引力波天文學研究所(Institute for Gravitational Wave Astronomy)所長阿爾貝托·維奇奧(Alberto Vecchio)說:「發現來自多個黑洞合併事件或其它宇宙來源的引力波,將對我們了解星系的形成和發展,或是早期宇宙的演化過程提供前所未有的見解。」

合作研究者DR2項目負責人陳思遠(Siyuan Chen,音譯)說:「這是一個非常令人興奮的信號!雖然我們還沒有確鑿的證據,但是我們發現了引力波背景數據的初步跡象。」

但是PPTA的鮑里斯·岡察洛夫(Boris Goncharov)有些謹慎,他認為數據也可能來自脈衝星模型的誤差。

NANOGrav的毛拉·麥克勞克林(Maura McLaughlin)說:「如果我們看到的數據的確是引力波背景信號的第一個證據,那麼按照我們的模型,我們在不遠的將來就能找到這些信號的確切來源。」

這份研究1月12日發表於《王家天文學會月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)的研究宣佈了這項結果。◇

責任編輯:葉紫微

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