科學家證實低頻重力波存在　隆隆嗡嗡聲如身處「吵鬧餐廳」 -- 上報 / 國際

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#重力波 #低頻重力波 #黑洞 #天文

科學家證實低頻重力波存在　隆隆嗡嗡聲如身處「吵鬧餐廳」

劉孜芹 2023年06月29日 14:28:00

來自世界各地的天文學家29日證實，由於宇宙中超大質量黑洞合併引起的「低頻重力波」（gravitational waves），會在整個宇宙中產生隆隆的「背景嗡嗡聲」，此前，低頻重力波是否真的存在，一直是處於理論形式的假說。

法新社報導，這項突破發現是由北美、歐洲、中國、印度以及澳洲的幾百名科學家，使用電波望遠鏡觀測，經過多年的努力而證實的，被譽為重要里程碑，打開了「了解宇宙的新窗口」，揭露更巨大黑洞的存在。

早在一個多世紀以前，物理學大師愛因斯坦（Albert Einstein）就曾預言，重力波是宇宙結構中的漣漪，以幾乎完全暢通無阻的光速穿過一切。

然而，直至2015年，美國及義大利天文台這才首度偵測到，因兩個黑洞「碰撞」而產生的重力波後，愛因斯坦的重力波假說才被證實。不過，當時發現的重力波是「高頻波」，它們是單一強力爆發事件的結果，比如說碰撞，會向地球送出強烈、短暫的爆發漣漪。

Australian astronomers have announced the strongest hint yet of low-frequency gravitational waves from supermassive black hole pairs! @Swinburne @ARC_OzGRav @CSIRO_ATNF https://t.co/e9uKi3fWWT pic.twitter.com/AtopDnQRfN

— OzGrav (@ARC_OzGRav) June 29, 2023

幾十年來，科學家們一直在尋找「低頻重力波」，認為低頻重力波會像背景噪音一樣，不斷地在太空中隆隆作響。在「國際脈衝星時序陣列」（International Pulsar Timing Array）聯盟的通力合作下，終於證實低頻重力波的存在。

為了尋找重力波「低頻」擠壓及拉伸的證據，天文學家觀察了脈衝星，也就是超級新星中爆炸的恆星死核。這些脈衝星是每秒旋轉數百次的奇異恆星，以非常規律的間隔閃爍著無線電波，極其穩定，就像宇宙的燈塔一樣，所以可以捕捉到由空間結構的拉伸及擠壓引起的時間微小變化。

Congratulations to NANOGrav for detecting evidence that gravitational waves fill the cosmos.

These ripples in the fabric of space happen when massive objects like black holes circle one another before colliding. The result brings us closer to understanding how galaxies evolve.… pic.twitter.com/AuXBgkZkb7

— NASA (@NASA) June 29, 2023

在這項研究中，世界各地的電波望遠鏡監測整個銀河系總共115顆脈衝星，測量脈衝時間上極其微小的差異，尋找重力波的蛛絲馬跡。

2020年，經過12年的努力，科學家們開始看到低頻重力波「嗡嗡響」的跡象，並聯繫歐洲、印度、中國以及澳洲等各國團隊，每個團隊都同意使用自己的數據來提供獨立的佐證。

Ripples in the fabric of the universe.

Astronomers across the world say they have found the first evidence of a long-theorised form of gravitational waves that create a "background hum" rumbling throughout the universehttps://t.co/RkHx4CqUkf pic.twitter.com/3pjUImnnAq

— AFP News Agency (@AFP) June 29, 2023

「美國脈衝星搜索合作計畫」（US Pulsar Search Collaboratory programme）成員麥勞夫林（Maura McLaughlin）表示，2020年發現低頻重力波的證據時，讓他們感到「震撼」，「這真是一個神奇的時刻」。「所有這些黑洞的背景嗡嗡聲」，就像「坐在吵鬧餐廳裡，聽到所有人在說話」一般。

根據29日發表在天文物理期刊（The Astrophysical Journal）的報告，科學家指出，15年來發現的證據與愛因斯坦的相對論，以及人們目前對宇宙所瞭解的，都是一致的。主要理論是，這些低頻重力波來自星系中心、正在緩慢「合併」的超大質量黑洞。與先前偵測到重力波的黑洞碰撞不同，這些黑洞龐大的幾乎難以想像，有時比太陽大上數十億倍。

#重力波 #低頻重力波 #黑洞 #天文

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