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黑洞合并:首次检测到多个振铃频率   

两者合并 黑洞 分为三个阶段:吸气阶段、合并阶段和振铃阶段。特征 引力波 在每个阶段发射。最后一个振铃阶段非常简短,并编码有关最终属性的信息 黑洞。重新分析二进制数据 黑洞 合并事件 GW190521 首次提供了合并特征性余震的证据,其形式为由由此产生的单个信号产生的两个独立的微弱振铃频率。 黑洞 当它稳定成稳定的对称形式时。这是首次在衰荡阶段探测到多个引力波频率。就像钟声被卡住后“响”了一段时间一样,产生的单曲扭曲了 黑洞 合并后形成的“环”一段时间发出微弱的光 引力波 在实现对称稳定形式之前。而且,钟的形状决定了钟敲响的具体频率,类似地,根据无毛定理,钟的质量和自旋 黑洞 确定振铃频率。因此,这一发展为使用振铃频率来研究最终的特性铺平了道路。 黑洞 

黑洞 是具有极强引力场的巨大物体。当两个 轨道 黑洞 彼此螺旋缠绕并最终合并, 空间-他们周围的时代被扰乱,产生了涟漪 引力波 向外辐射。自 2015 年 XNUMX 月 LIGO 首次探测到引力波天文学以来 引力波 由两个合并产生 黑洞 1.3亿光年外,合并 黑洞 现在几乎每周都会常规检测一次。   

合并 黑洞 分为三个阶段。当两人 黑洞 距离很远,他们慢慢地 轨道 彼此散发出微弱的光芒 引力波。 二进制文件逐渐变得越来越小 轨道 因为系统的能量以以下形式损失 引力波。 这是 吸气相 的聚结。 接下来是 合并阶段 当两个 黑洞 足够接近以合并形成一个 黑洞 形状扭曲。最强的引力波(GW)在此阶段发射,目前已被引力波天文台定期检测和记录。  

合并阶段之后是一个非常短的阶段,称为 振铃阶段 其中产生的单个失真 黑洞 快速获得更稳定的球形或椭球体形式。 引力波 衰荡阶段释放的引力波比合并阶段释放的引力波减弱并且微弱得多。就像铃声被卡住后“响”了一段时间一样,由此产生的单曲 黑洞 “响”了一段时间,发出的光要微弱得多 引力波 在实现对称稳定形式之前。  

微弱的多重振铃频率 引力波 在两家公司合并的敲定阶段发布 黑洞 至今未被发现。  

一个研究小组最近成功探测到了双星衰荡阶段的多个引力波频率 黑洞 合并事件 GW190521。他们在振铃频率中搜索单个衰落音调,而不考虑与频率和阻尼时间的任何关系,并成功地识别了两种模式,这两种模式意味着所产生的变形 黑洞 合并后发射至少两个频率。这是爱因斯坦广义相对论所预言的,因此结果证实了该理论。此外,研究人员还比较了合并事件中发现的两种振铃模式的频率和阻尼时间,以测试“无毛定理”(即 黑洞 完全以质量和自旋为特征,不需要其他“头发”来描述其特征),除了广义相对论之外什么也没有发现。  

这是一个里程碑,因为人们普遍认为,在未来下一代引力波探测器问世之前,观测多个振铃频率是不可能的。  

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来源:   

  1. 卡帕诺,CD 。 2023. 来自扰动黑洞的多模准正态谱。 物理评论快报。 卷。 131,第 22 期。1 年 2023 月 XNUMX 日。DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.221402  
  2. 马克斯普朗克引力物理学研究所(阿尔伯特爱因斯坦研究所),2023 年。新闻 – 黑洞为谁响起。 可用于 https://www.aei.mpg.de/749477/for-whom-the-black-hole-rings?c=26160 

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乌梅什·普拉萨德(Umesh Prasad)
乌梅什·普拉萨德(Umesh Prasad)
科学记者| 《科学欧洲》杂志创始人编辑

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