深空“聆聽”:科學家進行的長時間研究可“聽到”連續的引力波
據外媒報導,當尋找丟失的鑰匙時,有許多可能的策略。您可以嘗試從一個房間移到另一個房間,將視線投向每個平坦的表面,以期發現丟失的鑰匙。當然,這是假定它們在明顯的地方;如果它們被藏在報紙下或掉在沙發後面,您將永遠不會發現它們。那麼哪個是最佳策略?科學家們在尋找來自快速旋轉的中子星的引力波時面臨著類似的難題。
科學家們正在追求一種全新的策略,以對從快速旋轉的“變形”中子星中連續引力波進行首次檢測。中子星是除黑洞外密度最大的星體,只要它們不是完美的球形,就會發出非常微弱的連續引力波的“嗡嗡聲”。聽到這種“嗡嗡聲”將使科學家能夠深入中子星內部,發現它的秘密,對物質的最極端狀態產生新的認識。然而,我們非常敏感的“耳朵”(使用強大激光的4公里大小的探測器)還沒有“聽到”任何聲音。
挑戰的一部分是,科學家們並不確定最佳的搜索策略。以前的大多數研究都採取了“逐個房間”的方法,試圖在盡可能多的不同地方找到連續的引力波。但這意味著科學家只能在任何一個地方花有限的時間來聽那明顯的“嗡嗡聲”。而且由於”嗡嗡聲”非常安靜,很有可能根本聽不到它。
在最近發表在《物理評論D》上的一項研究中,由澳大利亞國立大學ARC卓越引力波發現中心(OzGrav)的博士後研究員Karl Wette領導的一個科學家小組,嘗試了”除了廚房,它們還能在哪裡?”的方法。
Wette解釋:“我們對連續引力波可能出現的具體位置進行了有根據的猜測,部分是基於我們對脈衝星的了解–它們就像中子星,但發出的是無線電波而不是連續引力波。我們假設在脈衝星無線電波附近會探測到連續引力波。”就像猜測你丟失的鑰匙可能會在你的手提包或錢包附近。
利用現有的觀測數據,研究小組花了大量的時間在這個位置進行搜索(將近6000天的計算機時間!),仔細聆聽那微弱的“嗡嗡聲”。他們還使用了圖形處理單元–通常用於計算機遊戲的專業電子設備–使他們的算法運行速度超快。
“我們的搜索比以前對這個位置的任何搜索都要敏感得多,”Wette說。“不幸的是,我們沒有聽到任何聲音,所以我們這次的猜測是錯誤的。現在又回到了繪圖板上,但我們會繼續聆聽。”