范德比尔特大学 在寻找宇宙中最大的黑洞的过程中，范德比尔特的研究人员确定了100米以内的太阳系中心
信用:大卫冠军 1609年，当我们从使用肉眼过渡到使用望远镜时，我们对夜空和我们在宇宙中的位置的认识开始了革命
四个世纪后，科学家们通过寻找引力波，在对黑洞的认识上经历了类似的转变
在寻找以前未被发现的质量比太阳大几十亿倍的黑洞的过程中，美国宇航局喷气推进实验室(JPL)物理学和天文学助理教授、前天文学家斯蒂芬·泰勒与北美纳米赫兹引力波天文台(NANOGrav)合作，通过找到精确的位置——我们太阳系的重心——来测量表明这些黑洞存在的引力波，从而推进了研究领域
由泰勒合著的这一进展所展示的潜力发表在2020年4月的《天体物理学杂志》上
黑洞是由极度扭曲的时空形成的纯重力区域
找到宇宙中潜伏在星系中心的最巨大的黑洞，将有助于我们理解这些星系(包括我们自己的)自形成以来的数十亿年间是如何成长和进化的
这些黑洞也是测试物理学基本假设的无与伦比的实验室
引力波是爱因斯坦广义相对论预言的时空涟漪
当黑洞成对环绕彼此运行时，它们会辐射使时空变形的引力波，从而拉伸和挤压空间
2015年，激光干涉仪引力波观测站(LIGO)首次探测到引力波，为宇宙中最极端的物体开辟了新的前景
LIGO通过寻找一个4公里长的探测器形状的变化来观察相对较短的引力波，而国家科学基金会物理前沿中心NANOGrav则寻找我们整个星系形状的变化
泰勒和他的团队正在寻找脉冲星有规律的无线电波到达率的变化
这些脉冲星是快速旋转的中子星，有些像厨房搅拌器一样快
它们还发出无线电波束，当这些波束扫过地球时，看起来像星际灯塔
超过15年的数据表明，这些脉冲星的脉冲到达率极其可靠，表现为杰出的银河时钟
任何与这些脉冲星相关的时间偏差都可能是引力波扭曲我们星系的信号
在寻找宇宙中最大的黑洞的过程中，范德比尔特的研究人员确定了100米以内的太阳系中心
荣誉:冬妮娅·克莱恩/纳米拉夫物理前沿中心 “利用我们在银河系中观察到的脉冲星，我们试图像一只蜘蛛一样静静地坐在她的网中间，”泰勒解释道
“我们对太阳系重心的理解有多好是至关重要的，因为我们试图感知网络上哪怕是最小的刺痛
“太阳系的重心是所有行星、卫星和小行星质量平衡的地方
我们网络的中心在哪里，我们太阳系绝对静止的位置在哪里？不像许多人想象的那样位于太阳中心，而是更靠近恒星表面
这是由于木星的质量和我们对其轨道的不完全了解
木星绕太阳运行需要12年，比NANOGrav收集数据的15年还要短
JPL的伽利略探测器(以用望远镜观察木星卫星的著名科学家命名)在1995年至2003年间研究了木星，但经历了影响任务期间测量质量的技术故障
长期以来，人们一直用多普勒跟踪数据来计算太阳系的重心，以此来估算围绕太阳运行的天体的位置和轨迹
“问题是质量和轨道的误差会转化成脉冲星计时的假象，看起来很像引力波，”JPL天文学家和合著者乔·西蒙解释道
泰勒和他的合作者发现，利用现有的太阳系模型来分析纳米引力场数据会得到不一致的结果
“我们在太阳系模型之间的引力波搜索中没有发现任何重要的东西，但我们在计算中得到很大的系统差异，”JPL天文学家和该论文的主要作者米歇尔·瓦利内里指出
“通常，数据越多，结果越精确，但我们的计算总是有偏差
" 该小组决定在搜寻引力波的同时寻找太阳系的重心
研究人员在寻找引力波方面得到了更可靠的答案，并且能够更精确地将太阳系的重心定位在100米以内
为了理解这个比例，如果太阳有足球场那么大，100米就是一缕头发的直径
泰勒说:“我们对散布在银河系各处的脉冲星的精确观测，比以往任何时候都更好地将我们自己定位在宇宙中。”
“通过这种方式发现引力波，除了其他实验之外，我们对宇宙中所有不同种类的黑洞有了更全面的了解
" 随着NANOGrav继续收集越来越丰富和精确的脉冲星计时数据，天文学家们相信大质量黑洞将很快明确地出现在数据中
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