當(dāng)兩個(gè)黑洞發(fā)生碰撞時(shí)，它們會(huì)合并成一個(gè)更大的黑洞，并像一個(gè)響鈴一樣響起，在空間和時(shí)間發(fā)出漣漪，稱為引力波。嵌入在這些引力波中的是特定頻率或音調(diào)，其類似于音樂和弦中的個(gè)別音符。

現(xiàn)在，研究人員在新形成的黑洞的“響鈴”中首次發(fā)現(xiàn)了兩種這樣的音調(diào)。以前，人們認(rèn)為只能測(cè)量一個(gè)音調(diào)，并且使用當(dāng)今技術(shù)檢測(cè)到額外的音調(diào)(稱為泛音)太微弱。

“之前，就好像你只想用一根琴弦來敲擊吉他和弦的聲音一樣，”加州理工學(xué)院研究生馬修·吉斯勒說，他是一項(xiàng)新研究的第二作者，詳細(xì)介紹了9月12日的研究結(jié)果。發(fā)行物理評(píng)論快報(bào)。吉斯勒是提交物理評(píng)論X的相關(guān)論文的主要作者，該論文涉及用于尋找泛音的技術(shù)。

這些結(jié)果是基于對(duì)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)LIGO(激光干涉引力波天文臺(tái))捕獲的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新分析，將阿爾伯特愛因斯坦的廣義相對(duì)論引入了一種新的測(cè)試。由于合并黑洞經(jīng)歷了嚴(yán)重的重力，對(duì)這些事件的研究使研究人員能夠在極端條件下測(cè)試相對(duì)論的一般理論。在這個(gè)特殊情況下，研究人員測(cè)試了廣義相對(duì)論的一個(gè)特定預(yù)測(cè)：黑洞可以通過它們的質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)速率來完全描述。愛因斯坦再次通過了測(cè)試。

“這種測(cè)試早在第一次檢測(cè)之前就提出過了，但是每個(gè)人都預(yù)計(jì)它必須等待許多年才能使探測(cè)器足夠敏感，”理論天體物理學(xué)的羅賓遜教授Saul Teukolsky(博士，73)說。在加州理工學(xué)院和吉斯勒的顧問。“這一結(jié)果表明，我們可以通過包含泛音來開始對(duì)今天的探測(cè)器進(jìn)行測(cè)試，這是一個(gè)意想不到的令人興奮的結(jié)果。”

LIGO在2015年創(chuàng)造了歷史，當(dāng)它在愛因斯坦首次預(yù)測(cè)它們100年后首次直接探測(cè)到引力波。從那時(shí)起，LIGO及其位于歐洲的合作伙伴天文臺(tái)處女座已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了近30個(gè)引力波事件，這些事件正在進(jìn)一步分析中。當(dāng)兩個(gè)黑洞相撞時(shí)，許多這些引力波產(chǎn)生，通過太空發(fā)出顫動(dòng)。

“一個(gè)新的黑洞形成一個(gè)暴力的天體物理過程，因此處于激動(dòng)狀態(tài)，”馬克西米利亞諾(Max)Isi(博士'18)，物理評(píng)論快報(bào)研究的主要作者，現(xiàn)在在麻省理工學(xué)院。“然而，它很快就會(huì)以引力波的形式釋放出這種多余的能量。”