黑洞与中子星合并可能有助于解决宇宙膨胀的争议

科学家利用模拟发现黑洞和中子星的激烈碰撞,将可用来测量宇宙膨胀速率,并有助于解决长久的争论。
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科学家利用模拟发现黑洞和中子星的激烈碰撞,将可用来测量宇宙膨胀速率,并有助于解决长久的争论。

目前估计宇宙膨胀速率的两个主要方法为:测量造父变星和Ia型超新星的亮度、距离和速度,其所估计的宇宙膨胀的速度为74公里/秒/百万秒差距(326万光年);测量宇宙早期大霹雳冷却后的余晖(宇宙微波背景辐射)中的波动,其所估计的宇宙膨胀速度为67公里/秒/百万秒差距。 两者得出的结果非常不同,或许需要修正目前描述宇宙的理论。

黑洞与中子星合并可能有助于解决宇宙膨胀的争议
脑洞问题,如果您想要进入黑洞,在慢慢接近的时候会怎样?

第三种测量方法是,观测黑洞和中子星碰撞所产生的爆炸光线和时空涟漪(重力波),应可帮助解决争论。 本研究模拟2.5万组黑洞与中子星碰撞,发现截至2030年地球上可侦测到当中约3,000个事件的重力波,并在望远镜内见到其中约100个爆发的光线。 此将有充足的数据,来提供独立(依赖广义相对论)于前两个方法的宇宙膨胀速率测量,并足够精确来确认,是否需要新的理论来描述宇宙。

大质量恒星演化至晚期爆炸后,核心会塌缩形成高密度的中子星(2倍太阳质量的中子星,仅约16万公里〉。 目前尚未侦测到中子星和黑洞合并所爆发出的光。 但随着重力波仪器灵敏度提升,与位于印度(LIGO-India)和日本(KAGRA)的新探测器加入,可预见能侦测到更多中子星和黑洞合并事件。

为了侦测宇宙膨胀速度(即哈伯常数),天文学家要知道天体的距离和远离速度。 分析重力波的讯号与合并的爆炸光线,可知发生合并事件的星系。 藉此科学家可得出星系的距离与其随宇宙膨胀的速度(由光谱红移推算),并进一步估算宇宙膨胀的速度。

如果中子星与黑洞合并的模型假设成立,有许多黑洞会不留痕迹的并吞中子星,没有爆炸产生。 但有些例子,较小的黑洞在合并前会先撕裂中子星,而在黑洞外留下可产生光线的物质。

哈伯常数的分歧是宇宙学中最大的谜团之一。 利用宇宙微波背景辐射测量哈伯常数需要依赖宇宙学模型,但利用恒星(造父和Ia超新星)测量的方法则否,这个歧见提供需要额外新物理加入的证据。 但在主张需要新的理论前,需要完全独立的观测来确认这个分歧,而黑洞与中子星合并将是可提供独立检测的观测。 (编译/陈姝蓉)

数据来源:ScienceDaily

本文由奇点天文作者上传并发布,奇点天文仅提供文章投稿展示,文章仅代表作者个人观点,不代表奇点天文立场。

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奇点妙想

如果宇宙没有开始

2021-5-18 22:48:47

奇点妙想

暗物质? 还是未知的重力场源?

2021-5-18 23:52:46

41 条回复 A文章作者 M管理员
  1. 日渡怜

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