突破超低频引力波的界限

一组物理学家开发了一种方法来探测频率如此低的重力波，从而可以解开超大质量黑洞(宇宙中最重的物体)之间合并早期阶段背后的秘密。

该方法可以探测到每千年仅振荡一次的引力波，比之前测量的任何引力波慢100倍。

“这些波是从宇宙最远的角落到达我们的，能够影响光的传播方式，”佛罗里达大学物理学助理教授、这项新研究的合著者杰夫·德罗尔博士说。“研究来自早期宇宙的这些波将帮助我们构建宇宙历史的完整图景，类似于之前对宇宙微波背景的发现。”

Dror和他的合著者、加州大学圣克鲁斯分校博士后研究员WilliamDeRocco在《物理评论快报》上发表了他们的发现。

引力波类似于空间中的涟漪。就像声波或海洋上的波浪一样，引力波的频率和振幅也各不相同，这些信息可以帮助我们了解引力波的起源和年龄。到达我们身边的引力波可以以极低的频率振荡，远低于人耳可检测到的声波的频率。过去检测到的一些最低频率低至一纳赫兹。

“作为参考，”德罗尔解释说，“鳄鱼咆哮产生的声波频率比这个频率高大约1000亿倍——这些是非常低音的波。”

他们的新检测方法基于分析以高度规则的间隔发射无线电波的脉冲星和中子星。德罗尔假设，寻找这些脉冲到达速度的逐渐减慢可能会揭示新的引力波。

通过研究现有的脉冲星数据，德罗尔能够搜索频率比以前更低的引力波，将我们的“听觉范围”增加到低至10皮赫的频率，比之前检测纳赫兹级波的努力低100倍。

虽然之前已经检测到频率约为纳赫兹的引力波，但对其起源知之甚少。有两种理论。主要的想法是，这些波是两个超大质量黑洞合并的结果，如果这是真的，这将为研究人员提供一种新的方法来研究这些位于每个星系中心的巨型物体的行为。

另一个主要理论是，这些波是由宇宙历史早期的某种灾难性事件产生的。通过研究更低频率的引力波，他们也许能够区分这些可能性。

“展望未来，下一步是分析更新的数据集，”德罗尔说。“我们使用的数据集主要来自2014年和2015年，自那时以来已经进行了大量的脉冲星观测。”

Dror还计划使用佛罗里达大学的HiPerGator超级计算机对模拟数据进行模拟，以进一步解开宇宙历史。超级计算机可以有效地运行大型、复杂的模拟，从而显着减少分析数据所需的时间。