科学家发现聆听黑洞微弱回响的新方法

当两个黑洞相互碰撞并合并时，它们会释放出引力波。地球上的灵敏仪器能够探测到这些引力波，从而使科学家们可以确定黑洞的质量和自转情况。来源：西蒙斯基金会玛吉蒋摄

一种新方法能绘制由黑洞合并产生的微弱引力波振动，可能使广义相对论的测试更加精确。

当两个黑洞碰撞时，合并的剧烈过程不会立即结束。新形成的更大黑洞在稳定成固定形状的过程中会持续振动，研究人员已开发出一种新方法来更详细地分析这些振动。

与铃铛或吉他弦不同，黑洞不会产生声音。相反，它会发出引力波——一种时空的涟漪，这一概念最早由阿尔伯特爱因斯坦预言。

这些振动的频率取决于最终黑洞的质量和自旋，这使得科学家能够提取关于合并产生的天体的信息。

这些被称为准正常模式的振动，就像黑洞的指纹一样。测量它们为在宇宙中一些最极端的引力条件下检验爱因斯坦的广义相对论提供了一种重要方法。

一种新方法分离出了黑洞的音符

剑桥大学的研究人员现已开发出一种能够更准确识别和编目这些模式的技术。在发表于《物理评论快报》的一项研究中，他们分析了黑洞合并的计算机模拟，不仅检测到了在铃宕阶段产生的基频音符，还检测到了泛音，即那些消失得更快的较弱谐波。

虽然最强模式在引力波数据中经常被观测到，但许多更微弱的模式却难以探测，关于哪些模式存在以及它们何时出现的争论一直存在，该研究的第一作者、剑桥大学天文学研究所的理查德戴尔说。我们的方法提供了一种系统的、数据驱动的方式来解决这种不确定性，