出乎意料而又情理之中!
為了尋找宇宙最大的黑洞,國外的多位研究人員反而精確定位了太陽系的重心,精度到了100米範圍內。
美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)的前天文學家史蒂芬·泰勒,和北美納赫茲引力波天文臺的研究人員一起合作,為了尋找比太陽大數十億倍而未被發現的黑洞,結果卻推動了太陽系位置的研究。因為依靠同樣的原理,測量宇宙中黑洞產生的引力波,可以準確定位黑洞在宇宙中的位置。
黑洞是極度扭曲的時空形成的純引力區域。在宇宙中找到潛伏在銀河系中心的最巨大的黑洞,將有助於我們了解此類星系(包括我們自己的星系),自形成以來數十億年間是如何生長和演化的。這些黑洞正好是驗證物理相關理論假設的實驗品!
引力波是愛因斯坦廣義相對論所預測的時空產生的波動。當黑洞成對彼此繞軌道運行時,它們會輻射出引力波,從而使時空變形,拉伸和擠壓空間。引力波於2015年首次由雷射幹涉儀引力波天文臺(LIGO)檢測到,這為研究宇宙中最極端的物體打開了新的視野。 LIGO通過偵測4公裡長的探測器雷射形狀的變化來觀察相對較短的引力波,而北美納赫茲引力波天文臺則在尋找整個銀河系形狀的變化。
泰勒和他的團隊正在尋找脈衝星發出的有規律的無線電波,在地球上到達率的變化。這些脈衝星是高速旋轉的緻密中子星,有的1秒鐘轉2000圈。它們因此會發出無線電波束,當這些電波掃過地球時,無疑就像是宇宙中的燈塔。超過15年的數據表明,這些脈衝星的脈衝到達率極為可靠,是極為可靠的銀河系時鐘。要知道,時間在宇宙中都是相對的,根本沒有精確的時鐘可以度量。而這些脈衝星到達地球的任何時間偏差,都可能表明引力波扭曲了我們的銀河系。
泰勒解釋說:「利用我們在銀河系中觀察到的脈衝星,我們就可以像蜘蛛一樣坐在靜止的網中間去感受和探測這些波動。」 太陽系的重心,是加上所有行星,衛星和小行星的質量平衡的地方,也就是物理學上的質心概念。
我們太陽系這個蜘蛛網的絕對重心在哪裡?可不像許多人想像的那樣位於太陽中心!
而是更靠近這顆恆星的表面!現在終於發現是因為木星巨大的質量和木星的軌道導致的。
長期以來,人們一直利用其他數據來計算太陽系重心,以估算出繞太陽運行的物體的位置和軌跡。
而泰勒和他的合作者發現,使用現有的太陽系模型來分析相關數據會產生不一致的結果。「發現的問題是,質量和軌道上的誤差將導致脈衝星定位的變化,這看起來很像引力波。」
所以研究小組決定在探測引力波的同時,尋找確定太陽系的重心。研究人員在尋找引力波方面得到的有力數據和方法,最終讓我們更精確地將太陽系的重心定位在100米以內。要知道假設太陽有足球場那麼大,那100米就只是一縷頭髮的直徑而已。
有時候科學就是這麼神奇,在前往星辰大海的徵途上,能讓我們更好的審視自己。
隨著越來越豐富和精確的脈衝星數據被收集,
天文學家相信,宇宙中更多大質量黑洞將會被發現和準確定位!