重力波 2015 年のアインシュタインの一般相対性理論による予測から 1916 世紀後の XNUMX 年に、初めて直接検出されました。 重力- 波背景 (GWB) は、地球全体に存在すると考えられています。 宇宙 今のところ直接検出されていません。北米ナノヘルツ天文台の研究者たちは、 重力波 (NANOGrav) は最近、「重力波背景 (GWB)」である可能性のある低周波信号の検出を報告しました。
1916年にアインシュタインによって提唱された一般相対性理論は、超新星や合併などの主要な宇宙イベントが ブラックホール 生産すべき 重力波 を通じて伝播する 宇宙。地球には溢れているはずだ 重力波 常にあらゆる方向から飛来しますが、地球に到達するまでに非常に弱くなるため、検出されません。 2015 年に LIGO-Virgo チームが重力波紋の直接検出に成功するまでに約 XNUMX 世紀かかりました。 重力波 2社の合併により誕生 ブラックホール 地球から1.3億光年の距離に位置する (1)。 これはまた、検出された波紋が約1.3億年前に起こった宇宙イベントに関する情報の担い手であることを意味しました。
2015年の最初の検出以来、かなりの数の 重力の波紋 現在までに記録されています。そのほとんどは 2 社の合併によるものです ブラックホール、2つの中性子星の衝突によるものはほとんどありませんでした。 (2)。すべて検出されました 重力波 これまではエピソード的なもので、次のバイナリ ペアが原因で発生しました。 ブラックホール または中性子星が螺旋を描き、互いに合体または衝突する (3) 高周波、短波長（ミリ秒の範囲）でした。
ただし、発生源は多数ある可能性があるため、 重力波 会場は 宇宙 したがって多くの 重力波 各地から一緒に 宇宙 常に地球を通過し続け、背景やノイズを形成している可能性があります。これは連続的でランダムな低周波の小さな波である必要があります。その一部はビッグバンから生じた可能性さえあると推定されています。呼ばれた 重力-wave Background (GWB)、これは今のところ検出されていません (3).
しかし、私たちはブレークスルーの瀬戸際にいるかもしれません – 北米ナノヘルツ天文台の研究者らは、 重力波 (NANOGrav) は、「重力波背景 (GWB)」である可能性のある低周波信号の検出を報告しました。 (4,5,6).
検出したLIGO-virgoチームとは異なります。 重力波 個々のペアから ブラックホールNANOGrav チームは、「結合された」持続的なノイズのようなものを探しました。 重力波 数え切れないほどの人たちが長い時間をかけて作り上げた ブラックホール 会場は 宇宙。焦点は「非常に長い波長」でした 重力波 「重力波スペクトル」のもう一方の端にある。
光や他の電磁放射とは異なり、重力波は望遠鏡で直接観測することはできません。
NANOGravチームが選んだ ミリ秒 長期間安定して非常に高速に回転するパルサー (MSP)。これらのパルサーからは安定した光のパターンがあり、重力波によって変化するはずです。そのアイデアは、超安定なミリ秒パルサー (MSP) の集合体を観察し、信号が地球に到着するタイミングの相関変化を監視して、「Galaxy自社内に「～サイズ」の重力波検出器を設置 銀河。研究チームは、そのようなパルサー 47 個を研究して、パルサー タイミング アレイを作成しました。アレシボ天文台とグリーンバンク望遠鏡は、 ラジオ 測定に使用された望遠鏡。
これまでに得られたデータセットには、47のMSPと12.5。XNUMX年以上の観測が含まれています。 これに基づいて、検出された低周波信号は非常にそれを示していますが、GWBの直接検出を決定的に証明することはできません。 おそらく、次のステップは、より多くのパルサーをアレイに含め、感度を高めるためにそれらをより長期間研究することでしょう。
勉強するには 宇宙科学者たちはもっぱら光、X線、 ラジオ 電磁波とはまったく無関係であるため、2015 年の重力の検出は、科学者に天体を研究し、その性質を理解する新たな機会の窓を開きました。 宇宙 特に電磁天文学者には見えない天体の出来事。さらに、電磁放射とは異なり、重力波は物質と相互作用しないため、事実上妨げられることなく伝わり、その起源と発生源に関する情報を歪みなく伝えます。(3)
重力波背景 (GWB) の検出により、可能性はさらに広がるでしょう。ビッグバンから発生する波を検出することも可能になり、宇宙の起源を理解するのに役立つかもしれません。 宇宙 より良い方法で。
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DOI： https://doi.org/10.29198/scieu/2101121
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参照：
- CastelvecchiD。およびWitzeA。、2016年。 ついに発見されたアインシュタインの重力波。 ネイチャーニュース11年2016月XNUMX日。DOI： https://doi.org/10.1038/nature.2016.19361
- Castelvecchi D.、2020年。50の重力波イベントが宇宙について明らかにするもの。 ネイチャーニュースは30年2020月XNUMX日に発行されました。DOI： https://doi.org/10.1038/d41586-020-03047-0
- LIGO2021。重力波の発生源と種類。 オンラインで入手可能 https://www.ligo.caltech.edu/page/gw-sources 12年2021月XNUMX日にアクセス。
- NANOGravコラボレーション、2021年。NANOGravは、低周波重力波背景の可能な「最初のヒント」を見つけます。 オンラインで入手可能 http://nanograv.org/press/2021/01/11/12-Year-GW-Background.html 12年2021月XNUMX日にアクセス
- NANOGravコラボレーション2021。記者会見– 12.5。11年のNANOGravデータにおける重力波の背景の検索。 2021年XNUMX月XNUMX日。オンラインで入手可能 http://nanograv.org/assets/files/slides/AAS_PressBriefing_Jan’21.pdf
- Arzoumanian Z.、et al 2020. NANOGrav 12.5。905年データセット：等方性確率的重力波背景の検索。 アストロフィジカルジャーナルレター、第2巻、第XNUMX号。DOI： https://doi.org/10.3847/2041-8213/abd401
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