第三代引力波探測器面世：將能發(fā)現(xiàn)數(shù)百萬個(gè)黑洞和宇宙的演化！

引力波天文學(xué)為研究宇宙膨脹史提供了獨(dú)特的新途徑，你是否還記得2017年8月17日，LIGO引力波天文臺(tái)和Virgo（室女座）引力波天文臺(tái)的合作，首次探測到來自一對(duì)合并中子星的引力波，引力波信號(hào)伴隨著一系列由電磁望遠(yuǎn)鏡識(shí)別的對(duì)應(yīng)物。這一多信使的發(fā)現(xiàn)，使天文學(xué)家能夠直接測量哈勃常數(shù)，即一種告訴我們宇宙膨脹速度的測量單位。

現(xiàn)在，ARC引力波發(fā)現(xiàn)卓越中心(OzGrav)在尤志強(qiáng)（音譯）和朱星江（莫納什大學(xué)（音譯））的領(lǐng)導(dǎo)下進(jìn)行了一項(xiàng)研究，研究了一種利用引力波觀測進(jìn)行宇宙學(xué)研究的替代方法。與中子星合并相比，黑洞合并是更豐富的引力波來源，雖然到目前為止只檢測到兩次中子星合并，但LIGO和室女座引力波天文臺(tái)的合作，已經(jīng)公布了10次雙星黑洞合并事件，并報(bào)告了更多的候選事件。

不幸的是，預(yù)計(jì)黑洞合并不會(huì)產(chǎn)生電磁輻射，對(duì)超新星爆炸（強(qiáng)大而明亮的恒星爆炸）的理論建模表明，黑洞質(zhì)量大約是太陽質(zhì)量的45-60倍。在LIGO和室女座的前兩次觀測中，發(fā)現(xiàn)了一些支持這種質(zhì)量差距的非決定性證據(jù)。新的ARC引力波發(fā)現(xiàn)卓越中心研究表明，黑洞質(zhì)量譜中的這一獨(dú)特特征，可以幫助僅使用引力波數(shù)據(jù)來確定宇宙的膨脹歷史。ARC引力波發(fā)現(xiàn)卓越中心博士生第一作者尤志強(qiáng)說：

研究人員研究了第三代引力波探測器的前景，這將使我們能夠看到宇宙中更多雙星黑洞的合并。除了哈勃常數(shù)，還有其他因素可以影響黑洞質(zhì)量的分布。例如，科學(xué)家們?nèi)匀徊淮_定黑洞質(zhì)量缺口的確切位置，以及黑洞合并的數(shù)量在宇宙歷史上是如何演變的。這項(xiàng)新研究表明：與哈勃常數(shù)同時(shí)測量黑洞質(zhì)量是可能的，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，像愛因斯坦望遠(yuǎn)鏡或宇宙探索者這樣的第三代探測器：

在一年的運(yùn)行中應(yīng)該會(huì)測量到比百分之一更好的哈勃常數(shù)，此外，只需一周的觀察，這項(xiàng)研究就揭示了將標(biāo)準(zhǔn)暗能量-暗物質(zhì)宇宙學(xué)與其簡單替代方案區(qū)分開來是可能的。

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博科園｜研究/來自：ARC引力波發(fā)現(xiàn)卓越中心

研究發(fā)表期刊《arXiv》

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