美因茨大学 地球嵌入时空的代表性图解，时空因背景引力波及其对来自观测脉冲星的无线电信号的影响而变形
信用:纳克拉夫/吨
克莱因 NANOGrav合作最近捕捉到了极低频引力波的最初迹象
教授
佩德罗·施瓦勒和沃尔夫拉姆·拉辛格分析了这些数据，并特别考虑了这是否可能指向标准模型之外的新物理的可能性
在《科学物理学》杂志上发表的一篇文章中，他们报告说，该信号与早期宇宙的相变和极轻轴子样粒子场(ALPs)的存在一致。
后者被认为是暗物质的有前途的候选者
引力波打开了一扇通向早期宇宙的窗户
虽然无处不在的宇宙微波背景没有给出关于我们宇宙最初30万年的线索，但它们提供了大爆炸期间发生的一些情况
“正是这个非常早期的宇宙让粒子物理学家如此兴奋，”约翰尼斯·古腾堡大学美因茨卓越中心的理论物理学教授佩德罗·施瓦勒解释道
“这是像夸克和胶子这样的基本粒子出现的时候，然后结合形成原子核的积木
" NANOGrav合作首次探测到的引力波的特殊之处在于，它们的频率非常低，为10-8赫兹，相当于每年大约一次振荡
由于它们相应的大波长，为了检测它们，任何检测器也必须同样大
由于这样的探测器在地球上是不可能的，纳克拉夫的天文学家使用遥远的脉冲星和它们的光信号作为巨大的探测器
Wolfram Ratzinger概述了他们工作背后的动机:“尽管到目前为止，这些数据只为我们提供了低频引力波存在的初步线索，但我们与它们合作仍然非常令人兴奋
这是因为这种波可能是由早期宇宙中发生的各种过程产生的
我们现在可以使用我们已经拥有的数据来决定哪些数据需要考虑，哪些数据根本不适合
" 因此，美因茨的科学家们决定仔细观察两种可能导致观测到的引力波的情况:早期宇宙中的相变和极轻轴状粒子的暗物质场(ALPs)
像这样的相变是由于大爆炸后原始汤的温度下降而发生的，并导致了巨大的湍流——然而，像暗物质一样，它们没有被标准模型覆盖
基于现有的数据，佩德罗·施瓦勒和沃尔夫拉姆·拉齐格以相对谨慎的态度解释了他们的分析结果:“也许更有可能的是早期阶段过渡方案
“另一方面，两位物理学家认为，他们能够仅基于有限的数据得出某些可能性的事实证明了他们方法的潜力
“我们的工作是第一次，但也是重要的发展——它给了我们很大的信心，相信有了更精确的数据，我们可以得出关于引力波从早期宇宙向我们传递的信息的可靠结论
" “此外，”佩德罗·施瓦勒总结道，“我们已经可以开始确定这些场景的某些特征，并对它们加以限制，在我们的例子中，就是相变的强度和轴子的质量
"
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