物理科技生物学-PHYICA

新的研究成果为黑洞碰撞带来了更多的曙光

天文学与空间 2022-09-18 00:01:35

作者:俄勒冈大学Laurel Hamers 作为国际团队的一员,UO科学家正在通过探测和分析黑洞碰撞产生的重力波来帮助填补黑洞知识的空白

信用:LIGO电信

派尔 虽然光无法逃脱黑洞的巨大引力,但这并没有阻止包括UO科学家在内的研究团队向前迈出一大步,努力揭示他们的秘密

UO的研究人员是LIGO的一个关键组成部分,这是一项寻找和理解引力波的国际努力

上周,LIGO团队发布了迄今为止最大的引力波数据目录,详细介绍了他们最近一次数据收集中的35次新碰撞

包括9名学生在内的14名UO研究人员为新版本做出了贡献

“我们正在变得越来越好,”罗伯特·施菲尔德说,他是一名研究科学家,于20世纪90年代末开始在UO的LIGO小组工作

“这次数据运行比之前的更加敏感,我们可以看到黑洞进一步碰撞到太空中

" 数百万光年之外,黑洞和中子星之间的剧烈碰撞在时空中产生涟漪

这些被称为引力波的涟漪最终以极其微弱的信号到达地球

LIGO的超灵敏探测器可以探测到它们

LIGO激光干涉仪引力波观测站的科学家们在2015年发现了第一个引力波,这令人非常兴奋,随后在2017年获得了诺贝尔物理学奖

如今,由于技术的进步,检测事件变得越来越普遍

UO物理学家雷·弗雷说,有了LIGO仪器,“我们现在可以用其他望远镜无法做到的方式来观察宇宙。”

UO物理学家本·法尔说:“最后一次观测包括了一些独特的事件,比如首次探测到一颗中子星和一个黑洞的双星。”

“但现在,有了近100项活动,同样令人兴奋的是,更大的图景正在成为焦点

" 有足够的数据开始以更复杂的方式分析它,得出关于宇宙本质和黑洞如何形成的更大结论

法尔实验室的研究生布鲁斯·埃德尔曼(Bruce Edelman)说:“知道宇宙中存在什么是很重要的,这样当我们探测到新的东西时,我们就可以把它与我们所知道的东西进行比较。”

作为这一新数据发布的一部分,埃德尔曼帮助领导了对迄今为止探测到的所有黑洞和中子星碰撞的分析

根据引力波信号,科学家可以估计出相撞物体的质量以及它们离地球有多远

他们还可以推断附近可能还发生了什么,例如,这两个合并的物体是否是周围唯一的东西,或者附近是否有其他恒星可能影响了这个过程

他们可以在人口水平上比较这些东西,寻找模式和趋势

LIGO团队过去也做过类似的计算,但数据点太少,他们不得不进行简化,以至于模糊了细节

埃德尔曼说:“我们现在探测到了更多的物体,所以我们可以变得更加复杂。”

在幕后,LIGO的成功还有另一面:一个致力于改进和监测LIGO仪器的科学家团队,一对位于华盛顿州汉福德和路易斯安那州利文斯顿的探测器

UO的研究人员也不可或缺

引力波到达地球时非常微弱,以至于它们可能会被我们大多数人都不会注意到的离家更近的扰动所淹没

例如,早期的LIGO探测器非常敏感,30公里外的大坝上的水可能会丢失数据,施菲尔德说,他是汉福德探测器环境监测的联合负责人

他和他的同事在探测器周围放置了一组传感器,用来跟踪外部干扰,如隆隆的交通声或噼啪作响的闪电

每次有引力波探测,团队必须检查它是否真实

现在检测变得越来越频繁,他们正在努力使这个过程自动化

菲利普·阮(Philippe Nguyen)是弗雷实验室的一名研究生,他正在推动自动化

他编写并测试了计算机代码,根据同时发生的其他事件检查数据,以估计任何检测到的信号受到地球上正在发生的事情影响的可能性

“我们使用真实世界的事件来观察我的预测是否与我们在探测器上看到的一致,”Nguyen说,然后根据需要调整计算机程序

尽管LIGO正在全力以赴,但该团队仍在努力让它变得更好

施菲尔德说:“现在,我一直在工作,修复和改进问题,这样我们下次会做得更好。”

下一次数据收集计划于2022年12月开始

Nguyen说:“能成为这个真正有动力的团体的一员真是太棒了,看到这么多人对它如此着迷也是太棒了。”

“你真的觉得自己是更大事物的一部分

"

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