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物理學家確認探測到4個新引力波,兩黑洞合併後質量是太陽的80倍

在馬里蘭州的周末研討會上,來自美國LIGO天文台和歐洲Virgo天文台的物理學家們聯合報告了四次新的的引力波探測結果,它們來自於正在合併的黑洞,其中包括大約50億年前迄今已知的最大一次黑洞碰撞。

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科學家們表示,他們的激光實驗室探測到了一次巨大碰撞在時空中產生的漣漪。這次碰撞發生在2017年7月29日。在這次活動中,科學家看到了兩個黑洞,它們的重量分別是太陽的50倍和34倍,它們結合在一起形成了一個質量超過太陽80倍的單一物體。它發生在距離地球至少50億光年的地方。

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LIGO和VIRGO激光儀器是有史以來最靈敏的科學儀器之一

這個發現是在一個主要數據再分析項目之後確定的。來自LIGO-VIRGO天文台合作項目的研究人員還將列出其他三個在最初運行時未被發現的黑洞合併; 並且把它們之前的不確定的「候選」狀態改變為完全檢測狀態。重新分析後,現在列在確定目錄中的引力波事件總數達到了11個。10個來自於黑洞合併; 另外一個來自於大密度的恆星殘骸碰撞,也就是所謂的中子星碰撞的結果。

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LIGO實驗室的控制中心有4公里長的管道

該國際合作組織在美國的華盛頓和路易斯安那州以及義大利的比薩省設有三個激光干涉儀設施。他們的超靈敏儀器在覆蓋2015年、2016年和2017年的兩個運行期「聆聽」了來自宇宙事件的引力波。

通過巨大的數據流搜索的演算法,讓科學家看到了當時他們認為與引力波有關的明顯模式,但是當時總是處於計劃回溯狀態並進行重新評估。

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從最初發現開始,科學家進行了數據的反覆篩選,查看它們顯示的特性, 並且與天體物理學預測進行比較, 同時反覆對顯示器進行檢查,確認所有的探測器工作正常, 同時科學家使用了最強勁的超級計算機分析代碼。

正是這種精梳細密的搜索,讓科學家發現了新的黑洞合併。所有新的探測都來自第二個運行期,從2016年11月到2017年8月,運行了近9個月。

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這張圖顯示了之前用引力波探測到的黑洞的質量。

在目錄中四個新的引力波代碼是:GW170729、GW170809、GW170818和GW170823。「GW」前綴表示「引力波」,後面是發生的日期(年/月/日)。

位於華盛頓和路易斯安那州的先進激光實驗室於2015年9月開始了他們的第一次科學實驗,很快在9月14日歷史性地發現了黑洞的合併GW150914,這也是人類首次發現引力波,並且後來獲得了諾貝爾獎。

但不到一個月後,警報再次在實驗室觸發,再次檢測的可能性增加。當時科學家們並不認為這個事件符合確定發現的必要標準,所以他們把它命名為LVT151012, LVT代表「LIGO-VIRGO觸發」。它在通訊中經常被提及,但實際上並未計入完整檢測的目錄中。 現在在重新分析後,這一點現在已經改變了。滿足條件,LVT前綴替換為GW。美國西北大學教授克里斯托弗?貝里將GW151012稱為「灰姑娘的故事,一個無聲的信號:我在那裡」

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這些新的探測發現意味著什麼? 尋找引力波是一個統計學遊戲。根據迄今為止探測到的數量,科學家們可以推斷出在一定體積的空間中黑洞的可能數量。現在黑洞的數量上升了。而且激光實驗室正在升級,明年春天,當它們重新上線時,它們應該有能力感知兩倍的距離,因此探測率可能會提高8倍。

我們正在迅速地走向這樣一個時代:引力波的探測每天都在發生。到那時,有關黑洞和中子星性質的新細節將會出現,如果幸運的話,還會出現一些全新的、意想不到的引力波源。

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