物理学家借助极为低沉的引力波聆听宇宙最深层的节奏
一个物理学家小组开发出一种方法，可以探测到频率极低的引力波，从而揭开宇宙中最重的天体--超大质量黑洞合并早期阶段背后的秘密。这种方法可以探测到每千年振荡一次的引力波，比之前测量到的任何引力波都要慢100倍。
佛罗里达大学物理学助理教授、这项新研究的共同作者杰夫-德洛尔博士说："这些波从宇宙最遥远的角落到达我们身边，能够影响光的传播方式。研究这些来自早期宇宙的波将帮助我们建立宇宙历史的完整图景，这与之前发现的宇宙微波背景类似。"
德洛尔和他的合著者、加州大学圣克鲁兹分校博士后研究员威廉-德洛克（William DeRocco）于2月26日在《物理评论快报》（Physical Review Letters）杂志上发表了他们的研究成果。
引力波类似于太空中的涟漪。与声波或海浪一样，引力波的频率和振幅也各不相同，这些信息有助于我们了解引力波的起源和年龄。到达我们身边的引力波振荡频率极低，远低于人耳能探测到的声波。过去探测到的一些最低频率低至 1 纳赫兹。
"作为参考，"德洛尔解释说，"鳄鱼咆哮产生的声波频率都比这个频率高出约1000亿倍--这些都是非常低频的声波。"
他们的新探测方法基于对脉冲星的分析，脉冲星是一种中子星，会以极有规律的间隔发射无线电波。德洛尔假设，搜索这些脉冲到达时逐渐减慢的速度，可能会发现新的引力波。通过研究现有的脉冲星数据，德洛尔能够以比以往更低的频率搜索引力波，将我们的"听力范围"扩大到低至 10 皮赫兹的频率，比之前探测到的纳赫兹级引力波低 100 倍。
虽然以前已经探测到频率在纳赫兹左右的引力波，但科学界对其起源却知之甚少。目前有两种理论。第一种观点认为，这些波是两个超大质量黑洞合并的结果，如果属实，研究人员将有一种新的方法来研究这些位于每个星系中心的巨大天体的行为。
另一种主要理论认为，这些波是由宇宙历史早期的某种大灾难事件产生的。通过研究频率更低的引力波，他们或许能够区分这些可能性。
德洛尔说："展望未来，下一步是分析更新的数据集。我们使用的数据集主要来自2014年和2015年，从那时起，大量的脉冲星观测已经展开。"
德洛尔还计划利用 UF 的 HiPerGator 超级计算机对模拟数据进行模拟，以进一步揭开宇宙历史的面纱。该超级计算机可以高效运行大型复杂模拟，大大缩短分析数据所需的时间。
编译自/scitechdaily
