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当你用锤子敲钟的时候，它会响一段时间，这是因为振动的金属会继续共振。事实证明，当你用另一个黑洞去撞击一个黑洞时，类似的事情也会发生——只不过新形成的黑洞发出的不是声波，而是波及整个宇宙的引力波。  图解: 宇宙的历史。根据推测，大爆炸刚发生后的超光速暴涨过程产生了引力波。 这些引力波就像一个和弦，一个音符的叮当声。根据爱因斯坦的广义相对论，这些内容应该包含着黑洞的质量以及自旋的相关信息。 现在,在一个全新的相对论测试中,一个由天文学家组成的研究小组已经发现如何梳理出单个和弦中的音符——也就是引力波的频率。研究小组也首次发现了它们其中的两个——根据我们当前的技术来看这是不可能的。  图解：LIGO和LISA主要探测的波源频域分布。横轴为频率，纵轴为引力波振幅。 你可能会毫不惊讶地发现，根据广义相对论，他们能够测量黑洞的质量和自旋。 他们还能够推断出，这些是黑洞唯一可探测的属性——这就支持了无毛定理，该定理指出，根据广义相对论，黑洞只能由质量和自旋来表征(所有其他属性都是“毛发”)。  图解：蟹状星云，蓝色部分为钱德拉X射线天文台拍摄的X射线图像，红色部分为可见光图像，其星云中心附近存在一颗年轻的脉冲星PSR J0534+2200，极有可能会被证实为引力波源的天体之一。 “我们都希望广义相对论是正确的，但这是我们第一次以这种方式证实它。”麻省理工学院卡夫利天体物理和空间研究所的物理学家Maximiliano Isi说。 “这是第一个成功直接测试无毛定理的实验测量。但这并不意味着黑洞没有‘毛发’。这意味着没有‘毛发’的黑洞还能存在一天。”  图解：NASA超级计算机模拟得到的黑洞双星开始合并的情形 2015年9月，科学家首次探测到有关碰撞——GW 150914。科学家将引力波转换成声波，产生“啁啾”声信号；听起来是这样：就像两个黑洞合并成一个一样，在一个非常短的时间内新的黑洞会振荡，发出更微弱的引力波，这就是所谓的“铃宕”，科学家们曾认为，在碰撞瞬间的引力波达到峰值后，它会因为太微弱而无法探测或分析。  图解：哈勃空间望远镜拍摄的双天线星系，星系的碰撞很有可能导致其中心超大质量黑洞的合并 加州理工学院的天体物理学家Matthew Giesler和他的同事们通过模拟实验得出结论，在引力波到达顶峰后不久，“铃宕”阶段中就包含了一种不和谐的“泛音”——一种响亮而短命的音调。通过分析在泛音背景下的碰撞啁啾，研究小组可以从新黑洞中分离出一个清脆响亮的“信号”。 Isi和他的团队把这项工作应用到GW 150914上，并专注于啁啾峰值后的那一刻。他们能够分离出振铃信号——甚至识别出两个不同的音调，它们分别对应于新黑洞的不同振动频率。  图解：小质量致密天体与星系中心的大质量黑洞形成的EMRI是LISA重要的探测波源之一 “这是一个非常令人惊讶的结果。传统的看法是，等到残余的黑洞稳定下来，可以探测到任何音调的时候，泛音就几乎完全消失了，”康奈尔大学的理论天体物理学家Saul Teukolsky如是说。 “相反，我们发现，在主音调变得清晰之前，泛音是可以检测到的。” 爱因斯坦预测，在黑洞碰撞的“铃宕”中，音调高低和衰减将是新黑洞的质量和自旋的直接产物。研究小组能够测量这两个音调的音调和衰减，从而使他们能够探测黑洞的性质。  图解：基于暴胀理论的星系起源，星系起源于最初质量密度的微扰，而这些微扰形成了今天的引力随机背景辐射 从音调高低和衰减中计算出的质量和自旋与之前对这两种特性的测量结果相吻合——这表明，用目前的方法探测黑洞铃宕的弦外之音在今天就可以完成——这意味着未来的技术可能会更加强大。  Isi表示:“未来，我们将在地球和太空中拥有更好的探测器，不仅能看到两种模式，还能看到数十种模式，并且能够精确的确定它们的属性。” “如果这些不是爱因斯坦预测的黑洞，如果它们是更奇异的物体，比如虫洞或玻色子恒星，它们可能不会以同样的方式发出声音，而我们将有机会看到它们。” 参考资料 1.Wikipedia百科全书 2.天文学名词 3. 停云- sciencealert |
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