科学家发现聆听黑洞微弱回响的新方法

当两个黑洞碰撞并合并时，它们会释放引力波。这些波可以被地球上的灵敏仪器探测到，使科学家能够确定黑洞的质量和自旋。图片来源：玛吉蒋西蒙斯基金会

一种新方法可以绘制由黑洞合并产生的微弱引力波振动图谱，有可能实现对广义相对论更精确的检验。

当两个黑洞相撞时，合并产生的剧烈活动并不会立即结束。新形成的更大黑洞在逐渐稳定成一个固定形状的过程中会持续振荡，研究人员已经开发出一种新方法来更细致地分析这些振动。

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——这是阿尔伯特爱因斯坦首次预言的时空涟漪。

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。

这些振动被称为准正则模，它们就像是黑洞的指纹。对它们进行测量，能为在宇宙中一些最极端的引力条件下检验爱因斯坦广义相对论提供重要途径。

一种新方法分离了黑洞的音符

剑桥大学的研究人员现已经开发出一种能够更精确地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，不仅探测到了铃宕过程中产生的基频音符，还探测到了泛音，即消失得更快的较弱谐波。

该研究的第一作者、剑桥大学天文研究所的理查德戴尔表示：虽然在引力波数据中通常能观测到最响亮的模式，但许多更安静的模式要难侦测得多，一直以来，关于哪些模式存在以及它们何时出现都存在着持续的争论。我们的方法提供了一种系统的、基于数据的方式来解