引力波观察为开心福利彩票宇宙膨胀揭示了新的亮点

一项新发表的研究详细介绍了科学家如何开发出一种利用引力波来测量宇宙膨胀率的新方法。

In国际研究小组发表在物理评论X期刊上的一篇论文概述了他们如何开发出非常先进的计算机模拟技术,以便使用特殊类型的中子星来更多地了解宇宙的结构。

主要作者博士格拉斯哥大学物理与天文学院的ChristopherMessenger说:“在爱因斯坦的引力理论中,质量的加速导致了引力辐射形式的能量发射–在光速下行进的时空结构中涟漪。

“引力辐射尚未被科学家直接发现,因为涟漪在到达地球时极其微弱。然而,高灵敏度的探测器,如美国激光干涉仪引力波天文台(LIGO)和法国-意大利-荷兰处女座项目很快就会找到引力波的第一个直接证据。存在。

“LIGO和处女座预计会发现的最可能的波浪来源是由中子星组成的天体物理二进制数据–太阳的微小,极其密集的残余物在到达超新星后坍塌了。

“这些中子星在几亿年的时间内对引力辐射失去能量,导致它们旋转并合并产生超级-大质量的中子星。我们希望LIGO和Virgo能够让我们在这个灵感过程的最后15分钟内发现时空涟漪。<

物理学家BernardSchutz在1986年发现这种合并二进制可用于精确测量距离到了数十亿光年远的星系。

为了测量宇宙的膨胀率及其暗物质和暗能量含量,不仅要测量距离,还要测量宇宙的红移。来源,即遥远的星系从我们身后退去的速度有多快。红移是这种现象的名称,其中电磁辐射的波长随距离增加。一个众所周知的红移示例是警车或救护车越来越远离观察者的紧急警报音高的明显变化。

直到最近才相信仅引力波观测会没有确定其来源的宇宙红移。

Messenger博士补充说:“我们第一次展示的是,在二进制由中子星组成的特殊情况下,它是可能的仅使用引力波来测量距离和宇宙红移。

“我们使用了数字模拟,这些模拟需要数月才能在最先进的计算设施上运行,以准确地模拟这种动态系统和计算发射的重力辐射。这些高度精确的模拟使我们能够识别来自超大质量中子星的引力波信号中的特征频率。

研究人员表示,他们已经展示了合并前后特征频率的测量方法。通过数值模拟的真实值的先验知识,可以直接从引力波观测中提取红移。他们第一次证明合并后信号存在宇宙学应用,并且可以通过二元中子星合并信号进行红移测量。

Messenger博士说:“我们已经展示了什么是理论上可以测量宇宙学来源的红移。为了在实践中实现这一点,我们需要更复杂的中子星合并动力学模拟。例如,我们还不知道中子星的内部结构,为了让我们从引力波观测中推断出红移,我们必须详细了解这一点。<

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