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天文學家將利用脈沖星網絡探測引力波

來源:互聯網網民  寬屏版  
2015-04-08 04:00:17

上圖描繪的是用于探測廣義相對論所預言的引力波(時空中的漣漪)的脈沖星網絡。途徑的引力波能夠導致脈沖星射電信號到達(地球)時間的改變,這與脈沖星之間的距離變化相關。這些改變能夠被地球上靈敏的射電計時觀測裝置探測到。

騰訊太空訊 據國外媒體報道,美國國家科學基金會(NSF)向北美納赫茲天文臺(NANOGrav)資助了1450萬美元,將在5年內創建物理前沿中心(PFC)探索引力波。

NANOGrav PFC將提出一個新的物理學挑戰:低頻引力波探測。引力波是宇宙中難以捉摸的漣漪,理論預言其產生于大尺度宇宙事件。例如在宇宙早期,兩個星系合并后其中心產生大質量雙黑洞系統,以及大爆炸早期瞬間產生的宇宙膨脹遺跡。

根據愛因斯坦的引力理論,這些事件會產生引力波(或者說時空漣漪),在傳播的時候會對宇宙的空間結構產生扭曲。這些低頻波的波長尺度大于我們的太陽系,因此我們無法建立一個足夠大的探測器去捕捉他們。幸運的是,宇宙本身就已經“創造”出了探測工具——毫秒脈沖星,它們是大質量恒星發生超新星爆炸形成的高速旋轉的致密天體。這些旋轉極其穩定的天體是自然界中最精確的時鐘。

這些極其穩定的恒星是自然界中最精確的時鐘,像燈塔一樣每“滴答”一次就向地球掃過一組信號。引力波可以通過雖然非常細微,但還是能夠察覺到的時間漲落而探測到。

NANOGrav創建于2007年,當時有來自美國和加拿大的17名成員,現已擁有來自15個機構的55名科學家和學生。NANOGrav PFC為11個機構的23名高級人才、6名博士后、10名研究生和25名本科生提供研究資金。澤維爾•西門子,一名來自威斯康星-密爾沃基大學的物理學家,是該項目的首席研究員,并將擔任PFC的主任。莫拉•麥克勞克林,一名美國西弗吉尼亞大學的天文學家,將任聯合主任。

NANOGrav集合了美國與加拿大的天文學家和物理學家,共同在遙遠脈沖星穩定得令人難以置信的 “滴答”中尋找引力波存在的證據,并不懈推進“對物理學前沿知識分子的培養研究”和“使最具前途的研究領域轉型發展”的PFC使命。

“為了讓天文學家能夠通過脈沖星探測到引力波,我們真正需要的是世界上最好的和最靈敏的射電望遠鏡?!眮碜試疑潆娞煳呐_的天文學家,也是NANOGrav創始成員之一的斯科特•蘭瑟姆說?!霸诿绹?,我們有兩個最好的。一個是西弗吉尼亞州的格林班克望遠鏡,它具有廣泛的天空覆蓋范圍;另一個是波多黎各的阿雷西博天文臺,它具有無與倫比的靈敏度。這些望遠鏡給我們帶來了極大的優勢?!?/p>

這項研究利用了阿雷西博天文臺和NRAO格林班克望遠鏡(GBT)獨特的能力和靈敏度。GBT位于國家射電空白區,這能夠防止不必要的無線電影響望遠鏡的靈敏度,使其能夠研究脈沖星和其他天體。阿雷西博是目前世界上最大的單天線射電望遠鏡。(Tisney/編譯)

 
 
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上圖描繪的是用于探測廣義相對論所預言的引力波(時空中的漣漪)的脈沖星網絡。途徑的引力波能夠導致脈沖星射電信號到達(地球)時間的改變,這與脈沖星之間的距離變化相關。這些改變能夠被地球上靈敏的射電計時觀測裝置探測到。 騰訊太空訊 據國外媒體報道,美國國家科學基金會(NSF)向北美納赫茲天文臺(NANOGrav)資助了1450萬美元,將在5年內創建物理前沿中心(PFC)探索引力波。 NANOGrav PFC將提出一個新的物理學挑戰:低頻引力波探測。引力波是宇宙中難以捉摸的漣漪,理論預言其產生于大尺度宇宙事件。例如在宇宙早期,兩個星系合并后其中心產生大質量雙黑洞系統,以及大爆炸早期瞬間產生的宇宙膨脹遺跡。 根據愛因斯坦的引力理論,這些事件會產生引力波(或者說時空漣漪),在傳播的時候會對宇宙的空間結構產生扭曲。這些低頻波的波長尺度大于我們的太陽系,因此我們無法建立一個足夠大的探測器去捕捉他們。幸運的是,宇宙本身就已經“創造”出了探測工具——毫秒脈沖星,它們是大質量恒星發生超新星爆炸形成的高速旋轉的致密天體。這些旋轉極其穩定的天體是自然界中最精確的時鐘。 這些極其穩定的恒星是自然界中最精確的時鐘,像燈塔一樣每“滴答”一次就向地球掃過一組信號。引力波可以通過雖然非常細微,但還是能夠察覺到的時間漲落而探測到。 NANOGrav創建于2007年,當時有來自美國和加拿大的17名成員,現已擁有來自15個機構的55名科學家和學生。NANOGrav PFC為11個機構的23名高級人才、6名博士后、10名研究生和25名本科生提供研究資金。澤維爾•西門子,一名來自威斯康星-密爾沃基大學的物理學家,是該項目的首席研究員,并將擔任PFC的主任。莫拉•麥克勞克林,一名美國西弗吉尼亞大學的天文學家,將任聯合主任。 NANOGrav集合了美國與加拿大的天文學家和物理學家,共同在遙遠脈沖星穩定得令人難以置信的 “滴答”中尋找引力波存在的證據,并不懈推進“對物理學前沿知識分子的培養研究”和“使最具前途的研究領域轉型發展”的PFC使命。 “為了讓天文學家能夠通過脈沖星探測到引力波,我們真正需要的是世界上最好的和最靈敏的射電望遠鏡?!眮碜試疑潆娞煳呐_的天文學家,也是NANOGrav創始成員之一的斯科特•蘭瑟姆說?!霸诿绹?,我們有兩個最好的。一個是西弗吉尼亞州的格林班克望遠鏡,它具有廣泛的天空覆蓋范圍;另一個是波多黎各的阿雷西博天文臺,它具有無與倫比的靈敏度。這些望遠鏡給我們帶來了極大的優勢?!?這項研究利用了阿雷西博天文臺和NRAO格林班克望遠鏡(GBT)獨特的能力和靈敏度。GBT位于國家射電空白區,這能夠防止不必要的無線電影響望遠鏡的靈敏度,使其能夠研究脈沖星和其他天體。阿雷西博是目前世界上最大的單天線射電望遠鏡。(Tisney/編譯)
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