科罗拉多大学博尔德分校 这幅插图展示了NANOGrav项目观察被称为脉冲星的宇宙物体，试图探测引力波——空间结构中的波纹
该项目正在寻找一种低水平的引力波背景信号，这种信号被认为存在于整个宇宙中
信用:纳克拉夫/吨
克莱因 科学家们已经使用了一个“星系大小”的太空观测站来寻找引力波发出的独特信号的可能线索，或者是穿过宇宙并扭曲时空结构的强大波纹
最近发表在《天体物理学杂志快报》上的新发现来自一项美国研究
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一个加拿大项目叫做北美纳米赫兹引力波观测站
13年多来，NANOGrav研究人员一直在研究遍布银河系的数十颗脉冲星发出的光流，试图探测“引力波背景”
“这就是科学家们所说的引力辐射的稳定通量，根据理论，它会持续冲刷地球
科罗拉多大学博尔德分校的天体物理学家约瑟夫·西蒙是这篇新论文的主要作者，他说，研究小组还没有确定目标，但它比以往任何时候都更接近了
“我们在数据集中发现了一个强信号，”西蒙说，他是天体物理学和行星科学系的博士后研究员
“但我们还不能说这是引力波背景
" 2017年，科学家们在一个名为激光干涉仪引力波观测站(LIGO)的实验中首次直接探测引力波，获得了诺贝尔物理学奖
这些波是在距离地球约1.3亿光年的两个黑洞相互撞击时产生的，产生的宇宙冲击波蔓延到我们自己的太阳系
那次事件相当于一次铙钹撞击——一次猛烈而短暂的爆炸
相比之下，西蒙和他的同事们寻找的引力波更像是拥挤的鸡尾酒会上持续的嗡嗡声
他补充说，探测到背景噪音将是一项重大的科学成就，为宇宙的运行打开了一扇新的窗户
例如，这些波可以给科学家提供新的工具来研究许多星系中心的超大质量黑洞是如何随时间融合的
“引力波背景的这些诱人的初步迹象表明，超大质量黑洞很可能确实合并了，我们在宇宙中星系的超大质量黑洞合并产生的引力波海洋中漂浮着，”科罗拉多大学博尔德分校天体物理学和行星科学副教授、NANOGrav团队成员朱莉·科默福德说
西蒙将在周一美国天文学会第237次会议的虚拟新闻发布会上展示他的团队的结果
银河灯塔 通过他们在NANOGrav上的工作，西蒙和科默福德成为了寻找引力波背景的高风险的国际竞赛的一部分，尽管是合作性的
他们的项目与欧洲和澳大利亚的另外两个项目一起组成了一个名为国际脉冲星计时阵列的网络
西蒙说，至少根据理论，合并星系和其他宇宙事件会产生稳定的引力波
它们非常巨大——西蒙说，一个单一的波浪可能需要数年甚至更长时间才能穿过地球
因此，没有其他现有的实验可以直接检测到它们
西蒙说:“其他天文台搜索的引力波数量级为几秒钟。”
“我们在寻找几年或几十年的海浪
" 他和他的同事必须变得有创造力
NANOGrav团队使用地面望远镜不是为了寻找引力波，而是为了观察脉冲星
这些坍塌的恒星是银河系的灯塔
它们以令人难以置信的速度旋转，以闪烁的方式向地球发送辐射流，这种方式在亿万年中基本保持不变
西蒙解释说，引力波改变了来自脉冲星的光的稳定模式，拉拽或挤压了这些光线在空间中传播的相对距离
换句话说，科学家们可能能够通过简单地监测脉冲星到达地球时的相关时间变化来发现引力波背景
“这些脉冲星的旋转速度和你厨房的搅拌器一样快，”他说
“我们发现它们的时间偏差只有几百纳秒
" 那里有东西 为了找到这种微妙的信号，NANOGrav团队努力尽可能长时间地观察尽可能多的脉冲星
迄今为止，该小组已经观察了45颗脉冲星至少三年，在某些情况下，甚至超过十年
艰苦的工作似乎得到了回报
在他们的最新研究中，西蒙和他的同事报告说，他们在数据中检测到了一个明显的信号:一些常见的过程似乎正在影响来自许多脉冲星的光
“我们逐一浏览了每一颗脉冲星
西蒙说:“我想我们都希望找到几个不正常的人，扔掉我们的数据。”
“但后来我们都熬过来了，我们说，‘哦，我的上帝，这里真的有东西
" 研究人员仍然不能确定是什么导致了这个信号
他们需要在他们的数据集中增加更多的脉冲星，并对它们进行更长时间的观察，以确定这是否真的是引力波背景在起作用
“能够探测引力波背景将是一个巨大的进步，但这只是第一步，”他说
“第二步是找出引起这些波动的原因，并发现它们能告诉我们关于宇宙的什么
"
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