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引力波探測宇宙大怪物

引力波是時空本身的波動。理論上,任何有質量的物體在運動時,都能產生引力波。不過,只有大質量天體的劇烈運動,才會產生可探測的引力波。譬如,2015年由美國LIGO(激光干涉引力波天文台)首次發現的引力波,來自兩個正在吞噬、做螺旋運動的大質量黑洞。自那以後,理論家們一直在研究,來自其他天體或事件的引力波會是什麼樣的。

在物理學中,一些最奇異的東西,例如正在蒸發的黑洞、宇宙弦,甚至額外的維度等等,若存在,也會發射引力波。只是這些引力波頻率非常高,以致遠超出目前的探測能力。不過,最近有位理論家說,事情或許並非完全沒有希望。

如果兩個人站在一對正在吞噬的黑洞附近,那麼在引力波的振動之下,他們之間的距離會時而拉長,時而縮短。一旦黑洞完全融合,引力波消失,這種振動也就停止了——但此時兩人的距離已跟最初的有所不同,他們會稍微靠得近些或者遠些。

據他的研究,這種永久性的時空扭曲,又會產生一種叫「引力波記憶」的次級引力波信號,但其強度只及原始引力波的1/100到1/10,其頻率也遠低於原始引力波。

如果他的說法屬實,這意味著那次被LIGO探測到的引力波事件中,最後伴隨而來的引力波次級信號,其頻率已低到讓LIGO無法探測。

但是,如果宇宙事件產生的引力波,起初頻率就很高,本身無法被LIGO探測,而它的次級引力波信號,頻率或許就會剛好落入LIGO的可探測範圍。這可以讓我們追蹤其來源。這些來源中,或許就有前面提到的那些宇宙怪物。

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