爱因斯坦又对了!在19亿光年外黑洞合并中,发现高次谐波引力波

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爱因斯坦又对了!在19亿光年外黑洞合并中,发现高次谐波引力波

引力波研究界的期望已经实现:引力波的发现,现在已经成为这些科学家们日常工作的一部分,因为在过去的观测中,发现了大约每周一次的O3新引力波候选者。但现在,研究人员发现了一个不同于以往任何一个信号的显著信号:GW190412是O3首次观测到的双星黑洞合并,其中两个黑洞的质量截然不同,大约是太阳的8倍和30倍。

这不仅使系统的天体物理性质有了更精确测量,而且也使LIGO/室女座的科学家们:能够验证爱因斯坦广义相对论到目前为止还没有经过测试的预测。马克斯·普朗克引力物理研究所(阿尔伯特·爱因斯坦研究所;AEI)独立马克斯·普朗克研究小组“双星合并观测与数值相对论”的负责人Frank Ohme说:这是我们第一次在GW190412中‘听到’明确无误的高次谐波引力波嗡嗡声,类似于乐器的泛音。

证实广义相对论的预测

在像GW190412这样质量不等的双星黑洞系统中,这是第一次观察到这种类型:引力波信号中的这些泛音,比通常观测到的要大得多。这就是为什么以前听不到它们的原因,但在GW190412中,终于可以听到了。这次观测再次证实了爱因斯坦的广义相对论,广义相对论预言了这些高次谐波的存在,也就是说,引力波的频率是目前观测到基频的两到三倍。

波茨坦阿尔伯特·爱因斯坦研究所“天体物理和宇宙相对论”系的博士生罗伯托·科特斯塔(Roberto Cotesta)说:位于GW190412中心黑洞的质量分别是太阳的8倍和30倍,这是观察到第一个两个黑洞质量相差如此之大的双星黑洞系统!这种巨大的质量差异,意味着可以更精确地测量该系统的几个属性:它到地球的距离、我们看它的角度,以及重黑洞绕其轴旋转的速度有多快。

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