未来的重力波探测器可以探测数百万个黑洞和宇宙的演变

时间：2022-04-17 15:25:05 来源：

艺术家给人的印象是两个黑洞即将碰撞并合并。

引力波天文学为研究宇宙的膨胀历史提供了独特的新方法。2017年8月17日，LIGO和处女座的合作首次检测到一对中子阶梯合并产生的引力波。引力波信号伴随着一系列用电磁望远镜识别的对应物。这个多信使的发现使天文学家可以直接测量哈勃常数，这告诉我们宇宙膨胀的速度。由研究人员尤志强和朱星江领导的ARC引力波发现卓越中心（OzGrav）最近进行的一项研究，研究了利用引力波观测

进行宇宙学的另一种方法。引力波的来源更加丰富。迄今为止，仅发现了两次中子星合并，但LIGO和处女座的合作已经发布了10次双星黑洞合并事件，并且已经报道了数十个候选事件。不

幸的是，黑洞合并不会产生电磁辐射。超新星的理论模型-强而有力的恒星爆炸-建议黑洞质量大约有太阳质量的45-60倍之间存在间隙。在LIGO和处女座的前两次观测中，发现了支持这一质量差距的一些不确定性证据。OzGrav的最新研究表明，黑洞质谱图中的这一独特特征可以单独使用引力波数据来帮助确定宇宙的膨胀历史.OzGrav博士学

位的学生和第一作者尤志强说：“我们的工作使用第三代重力波探测器研究了前景，这将使我们能够看到宇宙中的每个二进制黑

洞合并。”除了哈勃常数（一个描述宇宙膨胀速度的单位）之外，还有其他可能影响黑洞质量分布的因素。例如，科学家仍然不确定黑洞质量间隙的确切位置以及黑洞合并的数量在宇宙历史上如何演变。这项新研究表明，可以同时测量黑洞质量和哈勃常数。人们发现，像爱因斯坦望远镜或宇宙探索者这样的第三代探测器应该在一年的运行中将哈勃常数测量为优于百分之一。而且，仅用一个星期的观察，该研究就可以用其简单的替代方法来区分标准的暗能量-暗物质宇宙学。

参考：尤志强，朱兴江，格里高利·阿什顿，埃里克·瑟兰和朱宗洪，“使用来自二元黑洞的引力波的标准警报宇宙学”，2020年3月31日，宇宙学和非银河系天体物理学。
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