引力波“海啸”创下有史以来探测到的最大时空涟漪记录

创纪录的引力波“海啸”——时空结构中的涟漪——可能有助于解开宇宙及其恒星如何演化的谜团，并对爱因斯坦的广义相对论进行检验。

在美国激光干涉引力波天文台 (LIGO) 和意大利 Virgo 干涉仪工作的科学家在 2019 年 11 月至 2020 年 3 月期间探测到了惊人的 35 个独立的引力波事件，占迄今为止发现的总数的三分之一以上。

研究人员于 11 月 5 日将他们的发现发布到预印本数据库arXiv 中，这意味着他们尚未经过同行评审。

引力波是当两个极其致密的物体（例如中子星或黑洞）被锁定在彼此环绕的双星轨道中并最终碰撞时，在时空结构中产生的冲击波。

这些时空涟漪于 2015 年首次被发现，但从那时起，科学家们越来越善于发现在我们宇宙海岸上掠过的波浪。

“这些发现表明，自LIGO和处女座开始观测以来，他们探测到的引力波数量增加了10倍，”合著者苏珊·斯科特在一份声明中说，她是澳大利亚国立大学的天体物理学家，98迷科，也是国际高级LIGO团队的成员。

“这真的是一个引力波探测的新时代，不断增长的发现数量揭示了整个宇宙中恒星的生死信息。

LIGO 和 Virgo 探测器通过拾取它们在穿过探测器时在空间结构中产生的微小扭曲来发现引力波。

L 形探测器有两个臂，内部有两个相同的激光束——两个 LIGO 探测器中的每一个都有 2.48 英里（4 公里）长的臂，而 Virgo 的臂长 1.86 英里（3 公里）。

如果引力波穿过地球，探测器一个臂中的激光会被压缩，另一臂会膨胀，从而提醒科学家注意引力波的存在。

但这些扭曲的微小尺度——通常是质子或中子的千分之几——意味着探测器必须非常灵敏。

据科学家称，35 个新探测中的 32 个来自遥远的黑洞合并。

随着宇宙庞然大物无限密集的核心以越来越快、越来越紧密的循环方式相互缠绕，它们最终结合在一起，形成了一个更大的黑洞。

在这些事件之后产生的引力波，就像扔石头后池塘里形成的涟漪一样，可以揭示很多关于形成它们的黑洞的信息。

“观察这些双星系统中黑洞的质量和自旋表明这些系统最初是如何聚集在一起的。

”斯科特说。

“这也提出了一些非常有趣的问题。

例如，这个系统最初是由两颗恒星共同经历生命周期并最终成为黑洞形成的吗？或者这两个黑洞是在一个非常密集的动力环境中推挤在一起的，例如在银河系的中心？”

观测结果揭示了整个宇宙中黑洞大小的惊人多样性。

例如，一对黑洞的质量是太阳质量的 145 倍，而另一对仅为太阳质量的 18 倍。

其它三个波探测稍微神秘一些，可能来自无限密集的黑洞与其他密度较小的宇宙物体的合并。

天文学家说，这些第二个物体很可能是中子星——在被称为超新星的巨大恒星爆炸后形成的大质量恒星的超高密度残余物。

而这些更奇怪的信号可能只是被检测到的许多此类信号中的第一个。

探测器灵敏度的提高将使科学家能够从更意外的来源中获取更微弱的信号。

这不仅可以让他们对宇宙中产生引力波的恒星和恒星残骸的性质和演化有一些前所未有的一瞥，而且还可以让研究人员设计出对引力定律的新测试——由阿尔伯特爱因斯坦的广义相对论提出——描述所有大质量物体的行为。

“我们的最新结果证明，它们黑洞有多种大小和组合——我们已经解决了一些长期存在的谜团，但也发现了一些新的谜团。

”共同作者、苏格兰格拉斯哥大学的天文学家克里斯托弗·贝瑞 (Christopher Berry) ，在一份声明中说。

“通过这些观察，我们更接近于解开我们宇宙的基石恒星如何演化的奥秘。