“银河大小的”天文台从引力波中看到了独特信号的暗示，引力波本身扭曲了时空结构

科学家们使用了一个“银河大小”的太空天文台，来寻找引力波中独特信号的可能提示，或者是贯穿宇宙的强大涟漪，扭曲了时空结构。

这一新发现最近发表在《天体物理学杂志快报》上，该发现来自美国和加拿大的一个名为北美纳赫兹引力波天文台（NANOGrav）的项目。

十三年来，NANOGrav研究人员仔细研究了遍布整个银河系的数十个脉冲星发出的光，以试图检测“引力波背景”。这就是科学家所说的稳定的重力辐射通量，根据理论，它不断地在地球上冲洗。科罗拉多大学博尔德分校的天体物理学家，新论文的主要作者约瑟夫·西蒙说，研究小组尚未确定这个目标，但它比以往任何时候都更加紧密。

天体物理与行星科学系的博士后研究员西蒙（Simon）说：“我们在数据集中发现了一个强烈的信号。”“但是我们还不能说这就是引力波的背景。”

2017年，科学家在一项名为``激光干涉仪重力波天文台''（LIGO）的实验中首次获得了对重力波的直接探测，从而获得了诺贝尔物理学奖。这些波是在两个黑洞从地球大约1.3亿光年彼此撞击时产生的，产生了宇宙冲击，并传播到了我们自己的太阳系。

那件事相当于a坠毁-剧烈而短暂的爆炸。相比之下，西蒙和他的同事正在寻找的引力波更像是在一个拥挤的鸡尾酒会上持续的嗡嗡声。

他补充说，检测背景噪声将是一项重大的科学成就，从而为宇宙的运转打开了新的窗口。例如，这些波可以为科学家提供新的工具，用于研究许多星系中心的超大质量黑洞如何随时间融合。

“引力波背景的这些诱人的第一暗示表明，超大质量黑洞可能确实会合并，并且我们正处于由整个银河系中的超大质量黑洞合并引起的引力波海中摇曳，”朱莉·科默福德（Julie Comerford）说CU Boulder的天体物理学和行星科学和NANOGrav团队成员。

西蒙（Simon）将于周一在美国天文学会（American Astronomicalnomic Society）的第237次会议上举行的虚拟新闻发布会上介绍其团队的研究结果。

银河灯塔

通过他们在NANOGrav上的工作，Simon和Comerford成为了一场颇有争议的赛事，尽管这是一场国际合作，旨在寻找引力波的背景。他们的项目与欧洲和澳大利亚的另外两个国家一起组成了一个名为“国际脉冲星计时阵列”的网络。

西蒙说，至少根据理论，合并的星系和其他宇宙事件会产生稳定的引力波。它们是巨大的-西蒙（Simon）说，一波浪可能要花费数年甚至更长的时间才能通过地球。因此，其他任何现有实验都无法直接检测到它们。

西蒙说：“其他天文台搜索的重力波大约为几秒钟。”“我们正在寻找数年或数十年量级的波浪。”

他和他的同事们必须要有创造力。NANOGrav小组在地面上使用望远镜不是寻找引力波而是观察脉冲星。这些坍塌的恒星是银河系的灯塔。它们以令人难以置信的快速旋转，使辐射流以闪烁的模式射向地球，这些变化在整个世代中几乎保持不变。

西蒙解释说，引力波改变了来自脉冲星的光的稳定模式，拉动或挤压了这些射线在太空中传播的相对距离。换句话说，科学家可能仅通过监视脉冲星到达地球时机的相关变化，就能发现引力波背景。

他说：“这些脉冲星的旋转速度与厨房搅拌机一样快。”“而且我们正在研究它们的时间偏差只有几百纳秒。”

那里的东西

为了发现这种微妙的信号，NANOGrav团队努力在尽可能长的时间内观察尽可能多的脉冲星。迄今为止，该小组已经观测到至少三年的45个脉冲星，在某些情况下，已经观测了十多年。

艰苦的工作似乎正在得到回报。西蒙（Simon）和他的同事在最新研究中报告说，他们在数据中检测到一个明显的信号：一些常见的过程似乎正在影响许多脉冲星发出的光。

“我们一步一步地走过了每个脉冲星。我认为我们所有人都希望找到一些搞砸我们数据的棘手问题。”西蒙说。“但是后来我们经历了所有的一切，然后说，‘噢，我的上帝，实际上这里有些东西。”

研究人员仍然无法确定是什么导致了该信号。他们需要向其数据集中添加更多的脉冲星，并对其进行更长时间的观察，以确定它实际上是否是工作中的引力波背景。

他说：“能够检测到引力波背景将是巨大的一步，但这实际上只是第一步。”“第二步是找出导致这些波动的原因，并发现它们可以告诉我们有关宇宙的信息。”

参考：“ NANOGrav 12.5年数据集：搜索各向同性随机引力波背景”，作者是Zaven Arzoumanian，Paul T. Baker，Harsha Blumer，BenceBécsy，Adam Brazier，Paul R. Brook，Sarah Burke-Spolaor，Shami Chatterjee，Siyuan Chen，James M. Cordes，Neil J. Cornish，Fronefield Crawford，H。感谢Cromartie，Megan E.DeCesar，Paul B.Dorrest，Timothy Dolch，Justin A.Ellis，Elizabeth C.Ferrara，William Fiore，Emmanuel Fonseca，Nathan Garver-Daniels，Peter A.Gentile ，黛博拉·古德（Deborah C.Good），杰弗里·哈兹布恩（Jeffrey S.迈克尔·T·林（Michael T.Lam），T.·约瑟夫·拉齐奥（Joseph W.Lazio），邓肯·R·洛里默（Duncan R. Pennucci，Nihan S.Pol，Scott M.Ransom，Paul S.Ray，Brent J.Shapiro-Albert，Xavier Siemens，Joseph Simon，RenéeSpiewak，Ingrid H.Stairs，Daniel R.Stinebring，Kevin Stova ll，Jerry P.Sun，Joseph K.Swiggum，Stephen R.Taylor，Jacob E.
10.3847 / 2041-8213 / abd401

会议：美国天文学会第237次会议

NANOGrav是美国国家科学基金会物理前沿中心。它由西弗吉尼亚大学的Maura McLaughlin和俄勒冈州立大学的Xavier Siemens共同导演。