突发！科学家探测到黑洞发生了一些怪事

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作者：超弦
据消息称，科学家探测到黑洞发生了一些怪事！这是天文学家首次探测到一个黑洞与非常不同质量的物体合并事件（GW190412）！

虽然此前科学家在LIGO和室女座引力波探测器探测到许多黑洞合并，然而这个特殊的信号显示这两个黑洞质量明显不同。

该事件由LIGO和Virgo在2019年4月12日观测到，这是探测器第三次观测运行的早期阶段。根据最近在网上和LIGO网站上发表的一项描述该发现的研究，GW190412发生在距离地球约19到29亿光年的地方。它涉及两个黑洞的合并，两个黑洞的质量分别约为8倍和30倍太阳质量。

这一事件在引力波天文学的历史上是独一无二的，因为此前LIGO和室女座探测器观测到的所有双星都是由两个大致相似的质量组成的。分析显示，这次合并发生在距离地球19到29亿光年的地方。这个新的不等质量系统是一个独特的发现，因为之前LIGO和室女座探测器观测到的所有双星都是由两个大致相似的质量组成的。

2016年2月，LIGO首次探测到了引力波，引力波是由黑洞合并产生的。刚刚宣布的第三次探测也是在两个黑洞合并的时候进行的。这种巨大的质量差异使得LIGO/Virgo的科学家们得以验证爱因斯坦广义相对论所预言的一些东西，而这一理论至今仍未得到验证。马克斯·普朗克研究小组——aka的领导人Frank Ohme说:“在GW190412中，我们第一次‘听到’了一种准确无误的高次谐波的引力波嗡嗡声，类似于乐器的泛音。在像GW190412这样质量不等的系统中——这是我们第一次观测到这种类型——引力波信号中的这些弦外之音比我们通常观测到的要响亮得多。这就是为什么我们以前听不到它们的原因，但在GW190412中，我们终于听到了。”

这些观测再次证实了广义相对论(GR)的理论，该理论认为，大质量的物体融合的时候会改变时空的曲率，并引起“涟漪”：引力波。该理论还预测，当两个物体在质量上有巨大差异时，双星系统将会在波形中引入更高的“谐波”。

当LIGO和Virgo合作研究GW190412发出的信号时，他们在历史上第一次观察到了这种现象。简而言之，GWs的基频比迄今为止探测到的所有其他事件的基频高两到三倍。

研究显示，此次位于GW190412中心的两个黑洞的质量分别是太阳的8倍和30倍。这是人类观察到的差异黑洞系统，两个黑洞的质量差异如此之大!这个巨大的质量差异意味着我们可以更精确地测量系统的几个属性:它到我们的距离，我们观察它的角度，以及重黑洞围绕它的轴旋转的速度。”

这项最新发现的另一个好处是，它使研究小组能够更精确地测量该系统的天体物理特性。简而言之，不同质量的物体会在GW信号上留下自己的印记，这反过来又使科学家能够更精确地测量物体的性质，比如合并物体的质量和自旋，以及到光源的距离和观察角度。

这其中的关键是由阿尔伯特·爱因斯坦研究所的研究人员提供的由黑洞合并产生的精确的GWs模型。这些模型第一次包括了黑洞自旋的进动和主四极外的多极矩——这对测量它们的性质和进行GR测试至关重要。

德国波茨坦AEI研究所的高性能“Minerva”和“Hypatia”计算机集群以及汉诺威AEI研究所的“Holodeck”计算机集群也在信号分析中发挥了重要作用。根据美国AEI“天体物理学和宇宙学相对论”部门的主管Alessandra Buonanno的说法，这类独特的信号是之前两次观测未能探测到的。她说:

“在O1和O2期间，我们仅仅观察到了由恒星质量的黑洞组成的双星群体的冰山一角。由于灵敏度的提高，GW190412让我们看到了一个更加多样化的世界，其特征是质量不对称，黑洞以大约40%的速度旋转，这是广义相对论允许的最大值。”

这种观测在以前是不可能的另一个原因与最近LIGO/Virgo国际网络中所有探测器的升级有关。这包括一项新技术，通过“挤压”LIGO和Vigro使用的激光的量子力学特性来提高探测器的灵敏度。

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这项技术是由位于德国汉诺威南部的德英GEO600探测器的研究人员首创的，由马克斯·普朗克研究所和多所欧洲大学的科学家设计和操作。该技术将GEO600探测器的灵敏度提高了两倍，AEI正领导全球努力进一步最大化“光压缩”技术的有效性。

2016年2月，科学家在LIGO探测到首个GW事件，这标志着天文学进入了一个新时代。在仅仅四年多的时间里，对单个探测器的改进和国际合作开创了一个每周都能探测到事件的时代。

随着每一次新发现的出现，我们对支撑我们的宇宙的奇异物理学有了更多的了解。


原文地址：今日头条  ,无意在网上看到这篇文章，深有同感。所以分享。