研究发现宇宙超低频引力波背景的新证据

一个国际研究组最新公布的数据显示，科学家找到了存在“低频引力波背景”信号的最新证据。

此示意图显示地球与其附近的脉冲星处于超大质量黑洞所产生的引力波背景中。来自脉冲星的信号会受到引力波背景的影响，从而间接探测到此背景的存在。（Carl Knox, OzGrav/ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery）

根据爱因斯坦的相对论，科学家认为宇宙中像大型黑洞合并、或是宇宙诞生初期所发生的各种事件，都会在宇宙中留下引力波的证据。这些涟漪的尺度可达光年的级别。在过去几十年来，科学家一直在寻找这些信号。

国际脉冲星计时阵列（International Pulsar Timing Array，缩写为IPTA）是一个观测引力波的国际合作项目组，联合了欧洲脉冲星计时阵列（EPTA）、北美纳赫兹引力波天文台（NANOGrav）和澳大利亚帕克斯脉冲星计时阵列（PPTA）等多国的研究力量。

最近该项目发布的第二批观测数据DR2，包含了65颗脉冲星的精确的计时数据。研究组表示，从这些脉冲星综合的数据来看，有强烈的证据显示这里面存在一种共同的超低频信号。这种信号的特点和理论预测的“引力波背景”信号一致。

理论认为，多个宇宙事件（比如大型黑洞的合并）所产生的引力波叠加在一起，会产生这种引力波背景信号，就像一个拥挤的礼堂里面的人群所发出的嘈杂的说话声。

除了像黑洞合并这样剧烈的事件，理论认为，来自宇宙诞生早期的天文事件信号也会掺杂在“引力波背景”信号中。所以发现引力波背景信号能够揭示宇宙的很多奥秘。

主要研究者之一英国伯明翰大学（University of Birmingham）引力波天文学研究所（Institute for Gravitational Wave Astronomy）所长阿尔贝托·维奇奥（Alberto Vecchio）说：“发现来自多个黑洞合并事件或其它宇宙来源的引力波，将对我们了解星系的形成和发展，或是早期宇宙的演化过程提供前所未有的见解。”

合作研究者DR2项目负责人陈思远（Siyuan Chen，音译）说：“这是一个非常令人兴奋的信号!虽然我们还没有确凿的证据，但是我们发现了引力波背景数据的初步迹象。”

但是PPTA的鲍里斯·冈察洛夫（Boris Goncharov）有些谨慎，他认为数据也可能来自脉冲星模型的误差。

NANOGrav的毛拉·麦克劳克林（Maura McLaughlin）说：“如果我们看到的数据的确是引力波背景信号的第一个证据，那么按照我们的模型，我们在不远的将来就能找到这些信号的确切来源。”

这份研究1月12日发表于《王家天文学会月刊》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）的研究宣布了这项结果。