天文学家研究引力波诱导黑洞

天文学家从二进制黑洞并购中检测引力波

从恒星内部合并的双黑洞传播的引力波快照。京都大学,Joseph M. Fedrow

在远离地球的地方,两个黑洞相互环绕,传播弯曲时间和空间的波。

这种波的存在 -引力波——这是阿尔伯特·爱因斯坦在一个多世纪前根据他的广义相对论首次预言的。一如既往:爱因斯坦是对的。但是直到2015年激光干涉仪引力波天文台才首次探测到引力波:这一发现赢得了LIGO两年后,他们获得了诺贝尔物理学奖。

除了在科学界发送的Shockwave这一发现外,它还给予研究人员的引力波天文领域。但与许多发现一样,对于每个解决的问题,新问题都出现了。

其中一个新的谜题是:那些引力波产生的黑洞是如何产生的?

Writing in the journal Physical Review Letters, Joseph Fedrow of Kyoto University’s Yukawa Institute for Theoretical Physics — in collaboration with the International Research Unit for Advanced Future Studies — has determined what gravitational waves might look like if two black holes formed inside a massive, collapsing star.

“虽然引力波让我们首次直接检测到黑洞,但我们仍然不知道这些特定的黑洞的确切起源,”Fedrow解释道。

“有一种观点认为,这些黑洞是在濒死恒星的内核发生引力坍塌的动态分裂过程中形成的。”根据费德罗的说法,这可能导致两个碎片成为黑洞,并在恒星环境的残余中相互环绕。

为了测试这一提议,使用超级计算机和数值相对性的工具,以在这些周围环境中创建两个黑洞的模型。经过多小时的计算后,将输出与Ligo的观察数据进行比较。

“我们的结果是可测量的不同,”Fedrow继续说,“这表明,如果黑洞是在高密度的恒星环境中形成的,那么它们合并所需的时间就会缩短。如果密度降低到更接近真空的水平,那么产生的引力波就会与观测到的事件相匹配。”

除了阐明双黑洞的动力学之外,这些结果还重申了LIGO探测到的第一波波来自于空区域的黑洞。

“在这个令人兴奋的重火波天文学时代,我们不知道我们会发现什么,或者它将导致我们,”Fedrow的总结道。“但是我们这里的工作将有助于照亮未经终止的路径,并在宇宙中最黑暗的物体上发光。”

发表:Joseph M. Fedrow等人,“恒星内部双星黑洞合并产生的引力波”,物理评论快报,2017;doi: 10.1103 / PhysRevLett.119.171103

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