《"我们开始打开宇宙的新窗口"？！》

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导读：

• 科学家们通过观察黑洞的微弱涟漪，证实了爱因斯坦的关于引力波的预言，并且发现了宇宙结构的变化。

• 他们利用望远镜监测脉冲星的无线电波，通过分析波的微小变化来寻找引力波的存在。

• 这项研究为研究宇宙中最大物体，如黑洞和星系合并的历史提供了新途径。

• 研究团队发现的背景噪音比预期的更大，这可能暗示着太空中的黑洞和合并情况比我们原先认为的要多。

科学家们首次观察到了由黑洞运动引起的微弱涟漪，这些黑洞正在轻轻地拉伸和挤压着宇宙中的一切。

他们周三报告说，他们能够"听到 "所谓的低频引力波--宇宙结构的变化，这些变化是由巨大的物体在太空中移动和碰撞产生的。

NANOGrav的专家说：这确实是我们第一次有证据证明宇宙中一切事物的大规模运动。该研究合作在《天体物理学杂志》上发表了这些结果。

爱因斯坦预言，当真正沉重的物体在时空--我们宇宙的结构--中移动时，它们会产生涟漪，在该结构中扩散。科学家们有时将这些涟漪比作宇宙的背景音乐。

2015年，科学家们利用一个名为LIGO的实验首次探测到引力波，并表明爱因斯坦是正确的。但是到目前为止，这些方法只能捕捉到高频率的波，NANOGrav成员、耶鲁大学的天体物理学家Chiara Mingarelli解释说。

Mingarelli说，那些快速的 "鸣叫 "来自于相对较小的黑洞和死亡恒星相互碰撞的特定时刻。

在最新的研究中，科学家们正在寻找频率低得多的波纹。这些缓慢的波纹可能需要几年甚至几十年的时间来循环往复，而且可能来自我们宇宙中一些最大的物体：质量是我们太阳数十倍的超大质量黑洞。

宇宙中的星系正在不断地碰撞和合并在一起。哥伦比亚大学的天体物理学家Szabolcs Marka解释说，随着这种情况的发生，科学家们相信这些星系中心的巨大黑洞也会聚集在一起，并被锁定为一种舞蹈，然后最终坍缩到彼此之间。

黑洞在这些被称为双星的配对中绕行时发出引力波。

马尔卡说：超大质量黑洞双星，缓慢而平静地相互绕行，是宇宙歌剧的男高音和女低音。

地球上没有任何仪器可以捕捉到来自这些巨头的涟漪。因此，"我们必须建造一个与银河系大小差不多的探测器，"SETI研究所的NANOGrav研究员Michael Lam说。

本周发布的结果包括NANOGrav的15年数据，它一直在使用北美各地的望远镜来搜寻引力波。世界各地的其他引力波猎手团队也发表了研究报告，包括在欧洲、印度、中国和澳大利亚。

科学家们将望远镜对准了被称为脉冲星的死星，当它们像灯塔一样在太空中旋转时，会发出闪烁的无线电波。

NANOGrav成员、威斯康星大学密尔沃基分校的天体物理学家萨拉-维格兰说："这些爆发是如此有规律，以至于科学家们确切地知道无线电波应该何时到达我们的星球--"就像一个完全有规律的时钟在太空中远远地滴答作响。但是，由于引力波扭曲了时空结构，它们实际上改变了地球和这些脉冲星之间的距离，使这个稳定的节拍被打乱。

通过分析不同脉冲星的滴答声速率的微小变化--一些脉冲稍早到来，另一些则姗姗来迟--科学家们可以知道引力波正在通过。

NANOGrav团队利用西弗吉尼亚州的绿岸望远镜、波多黎各的阿雷西博望远镜和新墨西哥州的超大型阵列监测了天空中的68颗脉冲星。其他团队从其他几十颗脉冲星中发现了类似的证据，这些脉冲星是用全球各地的望远镜监测的。

约翰霍普金斯大学的天体物理学家Marc Kamionkowski说，到目前为止，这种方法还无法追踪这些低频波到底来自哪里，他没有参与这项研究。

相反，它揭示了我们周围持续不断的嗡嗡声--就像你站在一个聚会的中间，"你会听到所有这些人的谈话，但你不会听到任何特别的东西，"Kamionkowski说。

他们发现的背景噪音比一些科学家预期的"更响亮"，Mingarelli说。这可能意味着在太空中发生的黑洞合并比我们想象的要多，或者更大--或者指向其他引力波的来源，可能会挑战我们对宇宙的理解。

研究人员希望，继续研究这种引力波可以帮助我们更多地了解我们宇宙中最大的物体。马尔卡说，它可能为"宇宙考古学 "打开新的大门，可以追踪我们周围的黑洞和星系合并的历史。

"我们开始打开这个宇宙的新窗口，"Vigeland说。

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