诺丁汉大学 环绕旋转黑洞的EMRI星的恒星成分所遵循的轨道的一小段
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弗兰奇尼 新的研究表明,未来从太空探测引力波将能够发现新的基本领域,并有可能为宇宙中无法解释的方面带来新的光明
诺丁汉大学引力中心的托马斯·索蒂里欧教授和GSSI与INFN联合大学的安德里亚·马塞利研究员,以及来自SISSA和罗马的拉·萨皮恩扎的研究人员,展示了空间干涉仪LISA(激光干涉仪空间天线)观测引力波能够探测新的基本场的空前准确性
这项研究已经发表在《自然天文学》上
在这项新的研究中,研究人员认为,预计由欧空局于2037年发射的天基引力波探测器LISA将为探索宇宙开辟新的可能性
诺丁汉引力中心主任托马斯·索蒂里欧教授解释说:“新的基本场,特别是标量,已经在各种场景中被提出:作为暗物质的解释,作为宇宙加速膨胀的原因,或者作为引力和基本粒子的一致和完整描述的低能表现
我们现在已经表明,LISA将在检测标量场方面提供前所未有的能力,这为测试这些场景提供了令人兴奋的机会
" 迄今为止,对具有弱引力场和小时空曲率的天体的观测没有提供这种场的证据
然而,有理由预期,在大曲率时,对广义相对论的偏离,或者重力和新磁场之间的相互作用,将会更加突出
由于这个原因,全球升温潜能值的探测——这为强场引力机制打开了一个新的窗口——代表了探测这些场的独特机会
极端质量比inspirates(EMRI)是LISA的目标来源之一,其中恒星质量的致密物体(黑洞或中子星)被吸进质量高达太阳数百万倍的黑洞,并为探索强场引力机制提供了一个黄金舞台
较小的天体在坠入超大质量黑洞之前会执行数万次轨道循环,这将产生长信号,使我们能够探测到哪怕是与爱因斯坦理论和粒子物理标准模型预测的最小偏差
研究人员开发了一种模拟信号的新方法,并首次对LISA的能力进行了严格的评估,以确定与引力相互作用耦合的标量场的存在,并测量EMRI的小天体携带了多少标量场
值得注意的是,这种方法与理论无关,因为它不依赖于电荷本身的来源,也不依赖于小天体的性质
分析还表明,这种测量可以映射到理论参数的强边界,这些参数标志着与广义相对论或标准模型的偏差
LISA将致力于探测天体物理源产生的引力波,它将运行在一个由三颗卫星组成的星座中,彼此相距数百万公里,围绕太阳运行
LISA将观测到低频发射的引力波,由于环境噪音,地球干涉仪无法探测到该波段
LISA的可见光谱将允许研究不同于处女座和LIGO观测到的天体物理来源的新家族,即电磁辐射,为我们宇宙中各种环境中致密物体的演化打开了一扇新的窗口
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