文/陳根

引力波是發(fā)生在空間和時(shí)間極端結(jié)構(gòu)中的扭曲，通常在黑洞和/或中子星之間的碰撞中產(chǎn)生。一個(gè)世紀(jì)前，愛因斯坦廣義相對(duì)論首次對(duì)這種波進(jìn)行了預(yù)言，但直到2017年，它才被一項(xiàng)名為激光干涉儀引力波天文臺(tái)（LIGO）實(shí)驗(yàn)的科學(xué)家首次直接探測(cè)到。

首次探究到的引力波相當(dāng)于一次猛烈而短暫的爆炸。引力波往往來自于宇宙中的最大能量事件，但當(dāng)這些波到達(dá)地球時(shí)，實(shí)際上也只是在非常小的范圍內(nèi)扭曲了現(xiàn)實(shí)，大約是質(zhì)子寬度的千分之一。

盡管人類探測(cè)到的引力波就像時(shí)空海洋中的海嘯，但科學(xué)家們相信，柔和的漣漪也應(yīng)該遍及宇宙。現(xiàn)在，來自美國(guó)和加拿大的北美納赫茲引力波觀測(cè)站（NANOGrav）的科學(xué)家們則利用一個(gè)“星系大小”的空間觀測(cè)站，從引力波或穿過宇宙并扭曲時(shí)空結(jié)構(gòu)本身的漣漪中，找到了可能的獨(dú)特信號(hào)的線索。

事實(shí)上，13年來，NANOGrav的研究人員對(duì)遍布銀河系的幾十顆脈沖星發(fā)出的光進(jìn)行了深入研究，試圖探測(cè)“引力波背景”，即科學(xué)家所說的持續(xù)不斷地沖刷地球的引力輻射通量。

NANOGrav團(tuán)隊(duì)對(duì)來自銀河系的45顆脈沖星進(jìn)行了13年的觀測(cè)。其中，脈沖星是一種快速旋轉(zhuǎn)的恒星，其輻射束以可預(yù)測(cè)的脈沖在地球上空擺動(dòng)，其周期能在上億年間保持穩(wěn)定。但就像LIGO的激光一樣，引力波經(jīng)過時(shí)應(yīng)該會(huì)拉伸和擠壓它們發(fā)出的光，而這可能會(huì)讓天文學(xué)家探測(cè)到低頻引力波背景。

研究人員表示，探測(cè)到這種背景噪音將是一項(xiàng)重大的科學(xué)成就，這些引力波背景的初步跡象表明，超大質(zhì)量黑洞很可能確實(shí)已經(jīng)合并，這為了解宇宙運(yùn)行方式打開了一扇新的窗口。顯然，這些波的發(fā)現(xiàn)可以給科學(xué)家們提供新的工具，以研究許多星系中心的超大質(zhì)量黑洞是如何隨時(shí)間合并的。