捕捉宇宙的回声：LIGO 和 Virgo 绘制出有史以来最详细的引力波图谱
由加利福尼亚理工学院（Caltech）和麻省理工学院（MIT）领导的国际合作团队，利用先进激光干涉仪引力波天文台（LIGO）和室女座引力波探测器（Virgo）绘制出了迄今为止最详细的宇宙引力波图谱。这项突破性的研究为揭示宇宙中隐藏的黑洞、中子星和其他致密天体提供了前所未有的见解。
引力波是时空的涟漪，由加速运动的大质量物体产生。当这些物体合并或旋转时，它们会向宇宙发出引力波，这些引力波以光速传播。LIGO 和 Virgo 探测器被设计为对这些微弱信号极其敏感，从而使科学家能够探测到宇宙中以前无法观察到的事件。
最新研究基于 2019 年 4 月至 2020 年 3 月期间收集的数据，结合了 LIGO 和 Virgo 探测器的观测结果。研究团队分析了 35 次可靠的引力波事件，包括黑洞和中子星的合并，以及中子星的震荡。通过对这些事件的时空起伏进行精密的测量，科学家们绘制了一幅引力波在宇宙中分布的详细图谱。
这份图谱揭示了宇宙中引力波的惊人多样性。它显示了来自大质量黑洞合并的强烈引力波爆发，以及来自质量较小黑洞和中子星的更微弱信号。研究团队还观察到持续数小时或数天的引力波背景，这可能是由大量的、分布在遥远宇宙中的恒星级黑洞合并产生的。
引力波图谱还提供了一个前所未有的窗口，让我们了解早期宇宙的发展。通过分析来自大爆炸本身的引力波，科学家们可以了解宇宙在最初几毫秒的条件和演变。
“这份引力波图谱就像一部宇宙历史书，”Caltech 物理学教授，LIGO 科学合作组织 (LSC) 发言人 David Reitze 说。“它提供了对宇宙最极端事件的独特见解，并为我们揭示了以前未知的宇宙方面打开了一扇门。”
此次发现对天体物理学有深远的影响。引力波图谱为以下方面提供了新的信息：
* 黑洞和中子星的起源和演变
* 宇宙大爆炸后的早期宇宙
* 宇宙的结构和组成
* 时空的基本性质
这份图谱还为引力波探测领域的未来铺平了道路。随着 LIGO 和 Virgo 探测器的持续改进，以及未来探测器如日本引力波天文台（KAGRA）和印度引力波天文台（LIGO-India）的加入，科学家们预计将探测到更多引力波事件，从而进一步绘制出宇宙引力波图谱。
“我们正处于引力波天文学的新纪元，”LSC 合作主席，麻省理工学院物理学教授 Rana Adhikari 说。“这份引力波图谱只是我们即将了解到的宇宙奥秘的序幕。”
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