引力波透镜天文学与电磁光有什么不同?
引力波天文学与电磁光有很大不同。尽管引力波微弱且难以检测,但它们也几乎没有影响地穿过物质。
本质上,物质宇宙对重力波是透明的。这使引力波天文学成为研究宇宙时的有力工具。但是它仍处于早期阶段,关于引力波的行为有很多要学习的知识。
引力镜片。
以重力透镜为例。当来自遥远物体(例如类星体)的光线在靠近星系或其他巨大物体时略微偏转时,就会发生这种情况。由银河系质量产生的引力曲率充当透镜,可以聚焦类星体光并产生多个类星体图像。之所以会出现这种效果,是因为光会穿越时空传播,因此当时空发生扭曲时,光的路径也会发生扭曲。
但是引力波是不同的。引力波不是光子穿越太空,而是时空在时空中的波动。那么它们可以像光一样偏转或透镜化吗?爱因斯坦的相对论预言它们可以做到。空间的扭曲会改变重力波的传播方式,因此它们也会发生偏转。从未观察到这种效果,但是一项新研究对LIGO和Virgo数据进行了梳理。
重力波的动画插图。
该小组研究了引力透镜对LIGO和处女座检测到的黑洞合并信号的几种影响,例如来自略有不同来源的相同合并,或由合并后的两幅图像到达地球引起的引力波干涉图样。在稍微不同的时间。
在包含36个合并事件的最新数据中,研究小组没有发现透镜引力波的迹象。考虑到样本量,这并不奇怪。但是该团队已经表明,使用当前的技术是可能的。随着新的引力波观测站(如LISA)的建造,透镜引力波将被检测到,或者我们将不得不重新审视爱因斯坦的理论。
这种研究具有巨大的潜力,可以增进我们对宇宙的理解。当前,光的引力透镜使我们能够比其他物体看到更多的远距离物体,并让我们测量宇宙学的各个方面,例如宇宙的膨胀。但是由于星系之间扩散的气体和尘埃,光线可能会被遮挡或变暗。引力波不受这种方式的限制,因此引力透镜可以使我们对宇宙学进行精确的测量。它也可以以新的和微妙的方式检验爱因斯坦的理论。到目前为止,广义相对论已经通过了所有测试,但是新的有趣的物理学可能仍在等待发现。
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