2014年05月21日

引力波探测宇宙大怪物

  引力波是时空本身的波动。理论上,任何有质量的物体在运动时,都能产生引力波。不过,只有大质量天体的剧烈运动,才会产生可探测的引力波。譬如,2015年由美国LIGO(激光干涉引力波天文台)首次发现的引力波,来自两个正在吞噬、做螺旋运动的大质量黑洞。自那以后,理论家们一直在研究,来自其他天体或事件的引力波会是什么样的。

  在物理学中,一些最奇异的东西,例如正在蒸发的黑洞、宇宙弦,甚至额外的维度等等,若存在,也会发射引力波。只是这些引力波频率非常高,以致远超出目前的探测能力。不过,最近有位理论家说,事情或许并非完全没有希望。

  如果两个人站在一对正在吞噬的黑洞附近,那么在引力波的振动之下,他们之间的距离会时而拉长,时而缩短。一旦黑洞完全融合,引力波消失,这种振动也就停止了——但此时两人的距离已跟最初的有所不同,他们会稍微靠得近些或者远些。

  据他的研究,这种永久性的时空扭曲,又会产生一种叫“引力波记忆”的次级引力波信号,但其强度只及原始引力波的1/100到1/10,其频率也远低于原始引力波。

  如果他的说法属实,这意味着那次被LIGO探测到的引力波事件中,最后伴随而来的引力波次级信号,其频率已低到让LIGO无法探测。

  但是,如果宇宙事件产生的引力波,起初频率就很高,本身无法被LIGO探测,而它的次级引力波信号,频率或许就会刚好落入LIGO的可探测范围。这可以让我们追踪其来源。这些来源中,或许就有前面提到的那些宇宙怪物。