據(jù)外媒報(bào)道，考慮到我們目前估估算宇宙膨脹速率的兩種最佳方法--測(cè)量脈動(dòng)和爆炸恒星的亮度和速度以及觀察早期宇宙輻射的波動(dòng)--給出的答案非常不同，這表明我們的宇宙理論可能是錯(cuò)誤的。第三種測(cè)量方法則是觀察由黑洞-中子星碰撞引起的光的爆炸和空間結(jié)構(gòu)的波紋，這應(yīng)該有助于解決這個(gè)分歧并搞清楚我們的宇宙理論是否需要重寫。

這項(xiàng)發(fā)表在《Physical Review Letters》上的新研究模擬了2.5萬個(gè)黑洞和中子星碰撞的場(chǎng)景，目的是看看到本世紀(jì)20年代中后期，地球上的儀器可能會(huì)探測(cè)到多少個(gè)。

研究人員發(fā)現(xiàn)，等到2030年，地球上的儀器獎(jiǎng)可以探測(cè)到多達(dá)3000次由這樣碰撞造成的時(shí)空漣漪，在約100次這樣的碰撞中，望遠(yuǎn)鏡還能觀測(cè)到伴隨的光爆炸。他們得出的結(jié)論是，這些數(shù)據(jù)足以提供一種全新的、完全獨(dú)立的宇宙膨脹率測(cè)量方法，其精確性和可靠性足以證實(shí)或否定新物理學(xué)的必要性。

該論文的論文主要作者、來自倫敦大學(xué)物理與天文學(xué)的Stephen Feeney博士(指出：“中子星是一顆死星，是由一顆非常大的恒星爆炸后坍縮產(chǎn)生，它的密度令人難以置信--雖然通常情況下直徑為10英里，但質(zhì)量是我們太陽的兩倍。”它跟黑洞的碰撞是災(zāi)難性的事件，會(huì)造成時(shí)空波動(dòng)即引力波，我們現(xiàn)在可以在地球上通過LIGO和Virgo等天文臺(tái)探測(cè)到引力波。

“我們還沒有探測(cè)到這些碰撞產(chǎn)生的光。但探測(cè)引力波設(shè)備靈敏度的提高加上印度和日本的新探測(cè)器將使得我們能探測(cè)到的此類事件的數(shù)量出現(xiàn)巨大飛躍。這是令人難以置信的激動(dòng)，其應(yīng)該會(huì)為天體物理學(xué)開辟一個(gè)新時(shí)代，”Feeney說道。

為了計(jì)算出宇宙的膨脹率即所謂的哈勃常數(shù)，天體物理學(xué)家需要知道天體跟地球的距離以及它們遠(yuǎn)離地球的速度。分析引力波可以告訴我們碰撞的距離，這一切只需要確定速度即可。

要知道發(fā)生碰撞的星系離開我們的速度需要觀察光的“紅移”--也就是說，一個(gè)光源產(chǎn)生的光的波長(zhǎng)是如何被它的運(yùn)動(dòng)拉伸的。伴隨這些碰撞而來的光爆炸將幫助我們精確定位碰撞發(fā)生的星系，從而使得研究人員能結(jié)合測(cè)量該星系的距離和紅移。

Feeney博士指出：“這些災(zāi)難性事件的計(jì)算機(jī)模型還不完整，這項(xiàng)研究應(yīng)該為改進(jìn)它們提供額外的動(dòng)力。如果我們的假設(shè)是正確的，那么許多這樣的碰撞將不會(huì)產(chǎn)生我們可以探測(cè)到的爆炸--黑洞將吞噬恒星而不會(huì)留下任何痕跡。但在某些情況下，一個(gè)較小的黑洞可能會(huì)在吞噬中子星之前先將其撕裂，其可能會(huì)在洞外留下釋放電磁輻射的物質(zhì)。”

合著者Hiranya Peiris教授則表示：“關(guān)于哈勃常數(shù)的分歧是宇宙學(xué)中最大的謎團(tuán)之一。除了幫助我們解開這個(gè)謎題，這些災(zāi)難性事件的時(shí)空漣漪還為我們打開了一扇了解宇宙的新窗口。在未來的十年里，我們可以期待許多激動(dòng)人心的發(fā)現(xiàn)。”

引力波在美國(guó)的兩個(gè)天文臺(tái)(LIGO實(shí)驗(yàn)室)、意大利的一個(gè)天文臺(tái)(Virgo)、日本的一個(gè)天文臺(tái)(KAGRA)被觀測(cè)到?，F(xiàn)在，第五個(gè)該類型天文臺(tái)--LIGO-India正在建設(shè)中。

我們目前對(duì)宇宙膨脹的兩個(gè)最佳估計(jì)是67公里每秒每百萬秒差距(326萬光年)和74公里美秒每百萬秒差距。第一個(gè)來自于對(duì)宇宙微波背景的分析--由大爆炸留下的輻射，而第二個(gè)來自于比較跟地球不同距離的恒星--尤其是造父變星以及被稱為Ia型超新星的爆炸恒星。

Feeney博士解釋稱：“由于微波背景測(cè)量需要一個(gè)完整的宇宙理論，而恒星法不需要，這一分歧提供了超越我們目前理解的新物理的誘人證據(jù)。然，在我們做出這樣的斷言之前，我們需要通過完全獨(dú)立的觀察來證實(shí)這個(gè)分歧--我們相信黑洞和中子星的碰撞可以提供這些意見。”

關(guān)鍵詞： 中子星碰撞