天文学家可能已经探测到宇宙的背景引力波

　　2 016年2月，历史上首次检测到引力波（GW）。这一发现证实了阿尔伯特·爱因斯坦一个多世纪前的预言，并引发了一场天文学革命。从那时起，从各种来源检测到了数十个GW事件，从黑洞合并，中子星合并或它们的组合。随着用于GW天文学的仪器变得越来越复杂，探测更多事件（并从中了解更多信息）的能力只会增加。
　　例如，一个国际天文学家团队最近使用国际脉冲星计时阵列（IPTA）探测到一系列低频引力波。他们确定，这些波可能是由一对超大质量黑洞引起的背景引力波信号（BGWS）的早期迹象。自GWs首次被发现以来，天体物理学家已经从理论上证明了这种背景的存在，使其成为一个潜在的突破性发现！
　　正如爱因斯坦在他的广义相对论中所预言的那样，当两个或两个以上的大质量物体（黑洞、中子星等）合并时，会产生引力波，从而产生许多光年之外可探测到的涟漪。在某些情况下，这些涟漪可能是由银河系合并引起的，包括其核心的超大质量黑洞（SMBHs）或大爆炸后不久发生的事件。自从第一次GW事件被发现以来，世界各地的科学联盟一直在寻找这种引力波背景（GWB）的迹象。
　　例如，国际脉冲星计时阵列（IPTA），欧洲脉冲星计时阵列（EPTA），北美纳米赫兹引力波天文台（NANOGrav）和澳大利亚的帕克斯脉冲星计时阵列（PPTA）使用毫秒脉冲星（MSP）作为银河时钟系统。这些恒星残骸是中子星，每秒旋转数百次，并具有非常强大的磁场 - 将其电磁辐射聚焦在两极。
　　这种能量以无线电波脉冲束（因此得名）的形式发射，这些无线电波横扫空间以产生频闪（或＂灯塔＂）效应。多年来，天文学家一直使用这种效应来保持时间，因为他们的脉冲在很长一段时间内非常一致。与此同时，它们的闪光灯已被用于测量天文距离和探测星际介质（ISM）。随着GW天文学的诞生，这些联盟现在正在使用脉冲星探测宇宙中背景GW的迹象。
　　这归结为使用他们的天文台来寻找脉冲星光束扫描中的干扰，这些干扰归因于通过的引力波。最近，这些联盟聚集在一起，将数据集结合起来，包括IPTA的新数据发布 -数据发布2（DR2）。这包括来自65毫秒脉冲星的精确计时数据，中子星每秒旋转数百次。
　　对IPTA DR2的分析，结合其他合作的独立数据集，揭示了这种低频引力波信号的有力证据 - 正如许多脉冲星所表明的那样。该信号的特征与天体物理学家期望从引力波背景（GWB）中看到的特征一致。这个背景是由许多重叠的GW信号形成的，这些信号是由宇宙群的超大质量黑洞（双星SMBHs）相互绕行并最终合并引起的。
　　这个GWB类似于拥挤房间里的背景噪音，让人想起宇宙微波背景（CMB），这是大爆炸留下的残余辐射。这些结果不仅加强了GWB存在的理由，这是天文学家一段时间以来一直在预测的。它还证明了所涉及的观测站和仪器的有效性，并加强了在参与合作的各个数据集中发现的类似信号的理由。
　　正如林奇所指出的那样，绿岸天文台正在开发新技术，以增强GBT进行这项研究的能力：
　　＂IPTA是来自世界各地的科学家和仪器聚集在一起，促进我们对宇宙的理解的一个很好的例子。新仪器，如我们即将推出的超宽带接收器（由摩尔基金会资助），将确保GBT继续为NANOGrav和IPTA做出重要贡献。如果我们在这里看到的确实是引力波的特征，那么未来几年将非常令人兴奋。
　　激光干涉仪空间天线（LISA）将研究超大质量黑洞的合并，测试爱因斯坦的广义相对论，探测早期宇宙，并寻找引力波。图片来源：美国宇航局
　　然而，科学合作警告说，他们还没有关于GWB的明确证据。虽然这些最新发现支持了这一说法，但做出贡献的财团仍在收集信息，并研究这一信号可能是什么。研究GW的最终目标是找到天空不同部分脉冲星之间信号强度独特关系的证据。这些＂空间相关性＂尚未被发现，但现有的信号与科学家的预测一致。
　　展望未来，IPTA将分析最近的数据，希望这将证实这一新信号是GWB的证据。此外，许多新仪器和科学合作将在未来几年开始收集数据 - 如南非的MeerKAT阵列和印度脉冲星定时阵列（IPTA）。还有美国宇航局的激光干涉仪空间天线（LISA），这是一项拟议的任务，将由三颗计划在2030年代后期发射的卫星和第一个专用的天基引力波探测器组成。
　　西弗吉尼亚大学的研究员Maura McLaughlin博士说，他使用GBT为NANOGrav收集数据：
　　＂如果我们目前看到的信号是GWB的第一个提示，那么根据我们的模拟，我们有可能对空间相关性进行更明确的测量，以便在不久的将来最终确定共同信号的来源。