一種新開發的分析重力波資料的技術更清晰地觀察宇宙中最劇烈的碰撞
https://scitechdaily.com/are-we-misreading-the-universe-new-method-could-unveil-secrets-of-colliding-black-holes/一種新開發的分析重力波資料的技術可以顯著增強科學家研究宇宙中一些最強大事件(例如黑洞之間的碰撞)的能力
朴茨茅斯大學、南安普頓大學和都柏林大學的研究人員提出了一種更精確的方法來解釋重力波。重力波是時空的微妙扭曲,由黑洞等大品質宇宙物體劇烈合併時產生。
自2015年首次探測到重力波(這一成就榮獲諾貝爾獎)以來,重力波開闢了天體物理學的新領域。這些信號,尤其是來自黑洞合併的信號,為傳統望遠鏡無法捕捉到的事件提供了難得的洞見,而傳統望遠鏡通常無法直接觀測此類現象。
雖然這項發表在《自然天文學》上的研究尚未揭示有關黑洞的新發現,但它在重力波資料與理論模型的比較方式上取得了重大進展。這一進展為未來的發現奠定了堅實的基礎。
朴茨茅斯大學宇宙學與引力研究所研究員、該研究的主要作者查理·霍伊博士解釋說:“當重力波穿過地球時,我們會捕捉到一個短暫的信號。為了查明其成因,我們將觀測結果與數百萬個基於不同模型生成的理論重力波信號進行比較。挑戰在於,並非所有模型都同樣準確。”
通常,科學家使用一種稱為貝葉斯推斷的技術來分析重力波信號。這項技術通常使用不同的模型進行多次測試,並以不同的方式組合結果。將結果與現有方法組合的問題在於,它可能會忽略每個模型對愛因斯坦廣義相對論的忠實程度,從而有可能得出誤導性的結論。
霍伊博士補充道: “多年來,我一直在思考如何將模型精度融入重力波貝葉斯推理中,看到我們的方法得以實現,我感到非常興奮。”
通過求解愛因斯坦場方程直接計算重力波非常困難。多年來,人們已經發展出許多重力波模型,但它們都存在一定程度的近似性。通過我們的方法,我們能夠將這種不確定性納入重力波資料分析方法中,並最終對黑洞的基本性質獲得更嚴格的約束。
重力波模型正在不斷發展,未來幾年其準確性可能會不斷提升。我們的方法設計旨在,一旦這些模型可用,就可以將其納入我們的演算法中。所有模型可以共同説明我們獲得對黑洞品質和自旋的約束。