中子星相撞几率比预期要高——这增加了我们探测到引力波的机会

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中子星相撞几率比预期要高
这增加了我们探测到引力波的机会

December 10, 2003 　　

OurSci News Staff 　　◇

两颗中子星融合时会产生引力波

　　〖北京〗天文学家新发现了已知旋转速度最快的一个中子星双星系统，并通过对它的观察提出，两颗中子星剧烈相撞的几率可能比原先理论预期的要高１０倍。如果情况确实如此，人类直接探测到引力波的机会也比预期的更高。

　　中子星是恒星死亡之后残留的内核收缩形成的，完全由中子组成，体积小、密度非常大。它迅速自转，并沿两个相反的方向发出无线电波，这两束电波就像灯塔的两束灯光一样扫过宇宙。从地球上看来，中子星的射电信号以有规律的脉冲形式出现，因此中子星也称为脉冲星。

　　科学家在４日出版的英国《自然》杂志上报告说，这个新的中子星双星系统是利用设在澳大利亚新南威尔士州的帕克斯６４米射电望远镜发现的，位于大犬星座和船尾星座之间的方向上，距地球几千光年，在同类天体中属于较近的。其中一颗中子星比太阳略重。两颗星以仅２．４小时的周期相互绕行，是已知旋转最快的中子星双星系统，其转速比前一个纪录保持者快３倍。

　　此前人们只发现过５个中子星双星系统。通过对其轨道、距离的研究，科学家此前认为，在银河系中，中子星剧烈碰撞的事件每１０亿年才会发生一次；在整个宇宙中，中子星碰撞并融合、产生强度足以被探测到的引力波，这样的现象每１０到２０年发生一次。

　　研究小组成员之一、意大利卡利亚里大学的天文学家尼基·达米科说，对新发现的这个双星系统的研究表明，此前对中子星相撞几率的预测过于悲观，实际相撞机会可能比原有预测高１０倍。这意味着，中子星相撞产生引力波的事件，每隔１到２年就会发生一次。这大大增加了人们直接探测到引力波的希望。

　　引力波是爱因斯坦广义相对论预言的一种事物，至今人们尚未找到它存在的直接证据。证实引力波的存在，是基础物理学面临的最大挑战之一。根据理论，大质量物体以较高速度运动时，就会在时空中产生引力波的涟漪，就像游泳运动员在池水中带起波浪。天文学家相信，超新星爆发、黑洞碰撞和中子星碰撞等剧烈天文事件发生时，会释放出引力波。

　　美国普林斯顿大学的物理学家拉塞尔·赫尔斯和小约瑟夫·泰勒曾发现，中子星双星系统中两颗星的距离在缩短，这是由于引力波带走能量所致。他们的发现间接证明了引力波的存在，两人为此于１９９３年获得诺贝尔物理学奖。

　　引力波在轰轰烈烈的情形下产生，但它对地球的影响微弱得难以察觉。科学家说，１亿光年外两颗太阳大小的中子星融合，所释放的引力波使地球海面产生的波动幅度，仅相当于１０个原子核排成一列的长度。根据估计，新发现的这个双星系统中，两颗中子星会在８５００万年后碰撞融合。由于它们离地球很近，届时其引力波对地球的影响会强一些。

　　目前已有一些高灵敏度的引力波探测器在运作，例如美国的激光干涉仪引力波观测站（ＬＩＧＯ）和意大利的室女座观测站（ＶＩＧＲＯ）。科学家希望，既然宇宙中产生引力波的剧烈事件比原先预期的更多，这些探测器或许很快就能捕捉到宇宙中这种微弱的涟漪。

　　References:

　　1. Neutron stars may collide more often than thought ,NewScientist |Story|

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收录时间：2003.12.10
作者：
编辑：碧声
来源：三思编译

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