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  • 第三代引力波探测器面世:将能发现数百万个黑洞和宇宙的演化!

    引力波天文学为研究宇宙膨胀史提供了独特的新途径,你是否还记得2017年8月17日,LIGO引力波天文台和Virgo(室女座)引力波天文台的合作,首次探测到来自一对合并中子星的引力波,引力波信号伴随着一系列由电磁望远镜识别的对应物。这一多信使的发现,使天文学家能够直接测量哈勃常数,即一种告诉我们宇宙膨胀速度的测量单位。

    第三代引力波探测器面世:将能发现数百万个黑洞和宇宙的演化!

    现在,ARC引力波发现卓越中心(OzGrav)在尤志强(音译)和朱星江(莫纳什大学(音译))的领导下进行了一项研究,研究了一种利用引力波观测进行宇宙学研究的替代方法。与中子星合并相比,黑洞合并是更丰富的引力波来源,虽然到目前为止只检测到两次中子星合并,但LIGO和室女座引力波天文台的合作,已经公布了10次双星黑洞合并事件,并报告了更多的候选事件。

    第三代引力波探测器面世:将能发现数百万个黑洞和宇宙的演化!

    不幸的是,预计黑洞合并不会产生电磁辐射,对超新星爆炸(强大而明亮的恒星爆炸)的理论建模表明,黑洞质量大约是太阳质量的45-60倍。在LIGO和室女座的前两次观测中,发现了一些支持这种质量差距的非决定性证据。新的ARC引力波发现卓越中心研究表明,黑洞质量谱中的这一独特特征,可以帮助仅使用引力波数据来确定宇宙的膨胀历史。ARC引力波发现卓越中心博士生第一作者尤志强说:

    第三代引力波探测器面世:将能发现数百万个黑洞和宇宙的演化!

    研究人员研究了第三代引力波探测器的前景,这将使我们能够看到宇宙中更多双星黑洞的合并。除了哈勃常数,还有其他因素可以影响黑洞质量的分布。例如,科学家们仍然不确定黑洞质量缺口的确切位置,以及黑洞合并的数量在宇宙历史上是如何演变的。这项新研究表明:与哈勃常数同时测量黑洞质量是可能的,科学家发现,像爱因斯坦望远镜或宇宙探索者这样的第三代探测器:

    第三代引力波探测器面世:将能发现数百万个黑洞和宇宙的演化!

    在一年的运行中应该会测量到比百分之一更好的哈勃常数,此外,只需一周的观察,这项研究就揭示了将标准暗能量-暗物质宇宙学与其简单替代方案区分开来是可能的。

    博科园|研究/来自:ARC引力波发现卓越中心

    ​研究发表期刊《arXiv》

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