天體物理學家提出一種測量宇宙膨脹的新方法:透鏡引力波

2025-12-04 08:50:12 分類：熱點 閱讀(684)

當兩個黑洞合并時，它們會釋放出引力波，物理當它們到達地球時被大質量物體聚焦，學家新方寧波外圍（外圍預約）外圍包夜（微信180-4582-8235）一二線城市可以快速安排，真實上門外圍上門外圍女30分鐘到達可以用來計算宇宙膨脹的種測宙膨脹速度。鳴謝:美國宇航局戈達德太空飛行中心/斯科特·諾布爾；模擬數據，量宇力波d'Ascoli等人，法透2018年
（神秘的鏡引地球uux.cn）據加州大學圣巴巴拉分校（索尼婭·費爾南德斯）：宇宙在膨脹；大約一個世紀以來，我們已經有了這方面的天體提出證據。但是物理天體相互遠離的速度仍有待討論。
測量物體在遠距離上相互遠離的學家新方寧波外圍（外圍預約）外圍包夜（微信180-4582-8235）一二線城市可以快速安排，真實上門外圍上門外圍女30分鐘到達速度是一項不小的壯舉。自從發現宇宙膨脹以來，種測宙膨脹它的量宇力波速率被測量和重新測量，精確度越來越高，法透一些最新的鏡引值從每秒67.4到每秒76.5公里/兆帕秒，這將衰退速度(以每秒公里為單位)與距離(以兆帕秒為單位)聯系起來。天體提出
宇宙膨脹的不同測量結果之間的差異被稱為“哈勃張力”。有人稱之為宇宙學危機。但是對于加州大學圣巴巴拉分校的理論天體物理學家Tejaswi Venumadhav Nerella和他在印度班加羅爾的塔塔基礎研究所以及印度浦那的大學間天文學和天體物理學中心的同事來說，這是一個激動人心的時刻。
自2015年首次探測到引力波以來，探測器已經得到了顯著改善，并有望在未來幾年產生大量信號。Nerella和他的同事們想出了一種方法，利用這些信號來測量宇宙的膨脹，也許有助于一勞永逸地解決這場爭論。“未來探測器的一個主要科學目標是提供引力波事件的綜合目錄，這將是對非凡數據集的全新使用，”發表在《物理評論快報》上的一篇論文的合著者內雷拉說。
宇宙膨脹率的測量歸結為速度和距離。天文學家使用兩種方法來測量距離:第一種是從已知長度的物體(“標準尺子”)開始，看看它們在天空中有多大。這些“物體”是宇宙背景輻射中的特征，或者是宇宙中星系的分布。
第二類方法從已知亮度的物體(“標準燭光”)開始，利用它們的表觀亮度測量它們與地球的距離。這些距離與更遠的明亮物體的距離相關聯，以此類推，形成了一系列測量方案，通常被稱為“宇宙距離階梯”順便提一下，引力波本身也可以幫助測量宇宙膨脹，因為中子星或黑洞碰撞釋放的能量可以用來估計這些物體的距離。

像星系這樣的大質量物體可以彎曲合并黑洞的引力波，產生同一信號的多個副本，在不同時間到達地球。信號之間的這種延遲可以用來計算宇宙膨脹。信用:ICTS阿努格拉哈
內雷拉和他的合作者提出的方法屬于第二類，但使用了引力透鏡。這是一種當大質量物體扭曲時空，并彎曲在物體附近傳播的各種波時發生的現象。研究人員表示，在極少數情況下，透鏡化可以產生同一引力波信號的多個副本，這些信號在不同時間到達地球——多個成像事件的信號之間的延遲可以用來計算宇宙的膨脹率。
“我們非常清楚引力波探測器有多敏感，而且沒有天體物理學的混淆來源，所以我們可以適當地解釋什么進入了我們的事件目錄，”Nerella說。“新方法的誤差源與現有方法的誤差源互補，這使它成為一個很好的鑒別器。”
這些信號的來源將是二元黑洞:兩個黑洞相互環繞并最終合并，以引力波的形式釋放出大量能量。我們還沒有探測到這些信號的強透鏡例子，但下一代地面探測器有望達到必要的靈敏度水平。
“我們期待在未來幾年內首次觀察到透鏡引力波，”研究合著者帕拉梅斯瓦蘭·阿吉特·庫瑪爾說。此外，這些未來的探測器應該能夠看到更遠的空間，探測更弱的信號。
作者預計這些先進的探測器將在未來十年開始尋找合并黑洞。他們預計將記錄來自幾百萬個黑洞對的信號，其中一小部分(大約10，000個)將由于引力透鏡作用在同一個探測器中出現多次。這些重復出現之間的延遲分布，編碼了哈伯的膨脹率。
根據主要作者Souvik Jana的說法，與其他測量方法不同，這種方法不依賴于知道這些二元黑洞的確切位置或距離。唯一的要求是準確地識別足夠大量的這些透鏡信號。研究人員補充說，對透鏡引力波的觀察甚至可以為其他宇宙學問題提供線索，例如構成宇宙大部分能量的不可見暗物質的性質。