引力波或揭示130亿年前超大质量黑洞种子

  网易科技讯6月28日消息，据英国每日邮报报道，位于太空的探测器捕捉到的引力波或能够在一定程度上帮助解释第一个黑洞是怎么样产生的。这是基于对宇宙的最新计算机模拟，后者预测了这些时空涟漪可以被检测到的速率。科学家们相信这些引力波的频率能揭示130亿年前产生黑洞的种子的质量。研究人员表示，它还能提供什么产生了黑洞以及黑洞在哪里形成的进一步线索。

  英国杜伦大学进行的这项研究被展示在英国诺丁汉召开的皇家天文学会国家天文学会议上。研究人员结合了EAGLE项目——它旨在利用计算机创造已知宇宙的真实模拟——和用于计算引力波信号的模型。

  研究小组相信， 利用位于天空的设备，例如预计2034年发射的空间天线式激光干涉仪(Evolved Laser Interferometer Space Antenna,简称eLISA)，每年至少能够两次检测到超大质量黑洞之间碰撞产生的引力波。

  今年二月，一支国际天文学家小组宣布他们首次检测到引力波，今年六月他们报告了第二次检测。因为探测器位于太空，且至少比地球上的探测器大25万倍，它应该能够检测到超大质量黑洞碰撞产生的更低频率的引力波。

  目前有三个理论解释超大质量黑洞是如何形成的。有的人认为它们是宇宙第一代恒星生长和坍塌所致，其它人认为它们是密集恒星群里恒星碰撞产生的，而另一项理论预测早期宇宙里极其巨大的恒星的坍塌创造了黑洞。

  由于每一项理论都预测了超大质量黑洞种子的不同初始质量，因此碰撞产生的引力波信号也将不同。这在某种程度上预示着eLISA的潜在探测能够在一定程度上帮助确定产生超大质量黑洞的正确机制，以及它们是在宇宙历史的哪个时期产生的。

  研究主要作者杰米•萨尔西多（Jaime Salcido）表示：“更多的了解引力波说明我们可以以完全不同的方式研究宇宙。这些引力波是由质量远大于太阳的天体之间碰撞产生的。通过结合引力波探测和计算机模拟，我们大家可以最终了解超大质量黑洞的第一批种子是何时以及如何形成的。”

  黑洞对于星系形成至关重要，它被认为位于大多数星系中央，包括我们自身银河系。研究合作作者理查德·玻尔（Richard Bower）教授说道：“发现它们是怎么样产生的是宇宙学和天文学里有待解决的问题之一。我们的研究展示了位于太空的探测器将提供超大质量黑洞本质的新见解。”

  作为爱因斯坦广义相对论的一部分，引力波早在100多年前就被首次预测存在。引力波是宇宙里暴力事件所引起的圆形涟漪，它们会挤压和拉伸时空织布。然而，大多数引力波非常微弱，无法被探测到。为客服这一问题，eLISA的解决办法是探测以三角形分布的环绕太阳的卫星之间距离的细小改变，这些卫星之间通过激光束相互连接。（艾米丽）