每隔几分钟就会在宇宙中发生灾难性的碰撞。不幸的是,余波太微弱,不足以提醒我们当前的检测技术。
但一种巧妙的新技术可以让我们通过在 LIGO-Virgo 探测器一直接收到的背景静电中找到它们的信号来“听到”这些碰撞。
尽管我们人类听不到任何来自太空的声音两个黑洞或中子星碰撞的信号可以转化为声波。
自那时以来接收到的六个已确认的引力波信号已经完成了这项工作2015 年首次突破性检测。
但根据 ARC 引力波发现卓越中心 (OzGrav) 和莫纳什大学的埃里克·瑟兰 (Eric Thrane) 和罗里·史密斯 (Rory Smith) 的说法,这些事件比我们迄今为止检测到的要频繁得多。
这两位研究人员都参与了第一个发现以及去年的发现令人瞠目结舌的中星碰撞。
当两个黑洞或中子星相撞时,该事件是如此巨大和具有破坏性,以至于它会发出在时空结构中荡漾开来。
尽管爱因斯坦的理论预言1915 年,直到 100 年后,我们才能够开发出足够灵敏的仪器来检测这些波纹。
该技术仍处于起步阶段,并且随着时间的推移正在不断完善。这可能意味着我们仍然无法检测到很多东西。
研究人员表示,每年都会有超过 100,000 个引力波事件过于微弱,以至于 LIGO-Virgo 合作的干涉仪无法明确检测到。
这些都是由较小的碰撞,而且碰撞距离更远。它们的信号不是表现为单独的信号尖峰,而是分解为一种“嗡嗡声”。
研究人员多年来一直试图找到这种嗡嗡声,现在瑟雷恩、史密斯和他们的团队相信他们可能已经开发出一种足够灵敏的方法,可以在干涉仪拾取的引力波背景静电中检测到这种嗡嗡声。
“测量引力波背景将使我们能够研究远距离的黑洞群,”瑟雷恩说。
“有一天,这项技术可能使我们能够看到来自地球的引力波,隐藏在黑洞和中子星的引力波后面。”
该团队开发了一种算法,可以梳理 LIGO-Virgo 静态数据并找出黑洞碰撞的信号 - 当转换为音频时,它是一种声音的上升,以一种响亮的“BLOOP”结束。
“当你的汽车收音机无法接收信号并进入静电状态时,你的大脑会做同样的事情。”史密斯告诉悉尼先驱晨报。
“广播电台的一些片段仍然会出现——但你的大脑能够将它们组合在一起并找出正在播放的歌曲。”
为了测试它,他们创建了黑洞碰撞的模拟,然后让他们的算法尝试将它们从背景静态中挑选出来。
他们发现它不会被背景故障等人为因素所愚弄,并且能够可靠地识别出不可预测的信号。
它尚未应用于实际数据,但研究人员相信它会发挥作用,特别是在斯威本大学一台强大的新型超级计算机上运行。
奥兹星峰值性能为 1.2 petaflops,将用于对引力波探测器生成的大量数据进行分类,寻找黑洞和实时合并。
“它让我们领略了宇宙最极端的一面,”OzGrav 总监马修·拜尔斯 (Matthew Bailes) 说道,告诉美国广播公司。
“当你将物理定律设置为‘令人震惊’时,对于物理学家来说,这是一个令人兴奋的探索领域。”