探测器发现更多引力波，或与黑洞中子星相撞有关

来源：国家空间科学中心

在利用3架探测器进行了仅一个月的新一轮观测活动后，物理学家于5月2日发布新闻公报说，他们发现了更多的引力波。

自2015年首次探测到引力波以来，这些探测器已探测到13次由双黑洞碰撞产生的引力波、两次由双中子星碰撞产生的引力波，此次又探测到可能由黑洞和中子星碰撞产生的引力波。

与此同时，伴随着探测量的不断增加，一位理论学家取得的一项进展，有望改变研究小组分析信号的方式，从而使检验阿尔伯特·爱因斯坦的引力理论——广义相对论变得更加容易。

为了解释他们的引力波信号，科学家将其与计算机模拟结果进行了比较。

如今，美国西弗吉尼亚大学摩根敦分校理论天体物理学家Sean McWilliams已经为两个正在合并的黑洞产生的信号或波形计算出了一个精确的数学公式。

“这是向前迈出的一大步。”并未参与该项研究的波兹曼市蒙大拿州立大学引力波天文学家Neil Cornish说，“这将为分析提供更精确的波形。它同时也让我们对黑洞合并中发生的事情有了更多的了解。”

爱因斯坦在1916年预测，当两颗恒星围绕彼此运行时会发出引力波，尽管他曾认为这些波可能太微弱而无法探测到。

2015年，激光干涉引力波天文台（LIGO）的物理学家利用位于华盛顿州汉福德和路易斯安那州利文斯顿的巨大光学仪器，观测到13亿光年之外的两个黑洞合并时发出的引力波。

意大利比萨附近的“处女座”（Virgo）引力波探测器于2017年8月加入这项搜寻工作，这一合作使得对深空事件的来源能够进行三角定位。

公报说，LIGO探测器和Virgo引力波探测器4月26日同时探测到了一个信号，该信号可能由大约12亿光年外的黑洞和中子星碰撞产生。

LIGO负责科学协作的发言人表示，探测到的信号非常微弱，就像在喧闹的咖啡馆中听他人耳语，很难辨别清楚，因此还需要一段时间才能得出确切结论。

LIGO和Virgo在升级后于4月1日启动第三轮引力波探测。

此次运行将持续到明年3月，同时也标志着引力波天文学的一个重大变化。

LIGO和Virgo将首次向其他天文台（以及任何拥有望远镜的天文爱好者）发布关于引力波探测的公共实时警报，并提示他们如何找到这些事件，以便使用从射电望远镜到空间X射线望远镜的传统技术对其展开研究。

灵敏度的提高将使探测器能够更好地从恒定的背景噪音中分辨出信号，从而为物理学家提供更多有关引力波的细节。这反过来又为精确验证爱因斯坦的广义相对论提供了可能。

升级后的LIGO还降低了量子噪声水平。量子噪声由光子的随机波动引发，可能导致测量的不确定性，并且掩盖微弱的引力波信号。

科学家表示，新启动的第三轮引力波探测比以往的灵敏度大大增强，LIGO和Virgo在接下来的一年将共同探测，从已知的各种来源中发现更多引力波，也有望探测到新的引力波事件。

与此同时，日本新建成的KAGRA引力波天文台的研究人员正在加紧调试他们的探测器，以便在2020年初加入这个网络。

拥有第四个探测器将特别有助于以更高的精度定位宇宙中发生的事件。

帕萨迪纳市加州理工学院物理学家、LIGO主任David Reitze表示，新一轮探测首次发现了黑洞吞噬中子星的迹象，如果得到证实，这将是一个“三连胜”，即先后观察到了黑洞、中子星碰撞的各种类型，包括双黑洞、双中子星以及黑洞与中子星碰撞。

引力波是由黑洞、中子星等碰撞产生的一种时空涟漪，宛如石头丢进水里产生的波纹。探测引力波对人类探索宇宙起源和发展具有重要意义。