第一次发现引力波(发生在2015年9月)引发了天文学的革命。这一事件不仅证实了爱因斯坦的相对论在一个世纪之前所预言的理论，而且还开创了一个新的时代，在这个新时代，可以通过检查其产生的波来研究遥远的黑洞、超新星和中子星的合并。此外科学家们推测，黑洞合并实际上可能比以前认为的要普遍得多。根据莫纳什大学的两位研究人员进行的一项新研究，这些合并每隔几分钟就会发生一次。
对两个黑洞合并的印象概念图，已经被理论化成为引力波的来源。由于他们对第一次探测的贡献，引力波研究背后的物理学家获得了2017年诺贝尔物理学奖。图片：Bohn, Throwe, Hébert, Henriksson, Bunandar, Taylor, Scheel/SXS
通过倾听宇宙的背景噪音，可以找到数以千计以前未被发现的事件的证据。研究标题为“对天体重力波背景的最优搜索”，最近发表在《物理评论x》杂志上，该研究由Rory Smith和Eric Thrane进行，他们分别是莫纳什大学的高级讲师和研究员。这两名研究人员都是“重力波发现卓越中心”的成员。
Drs. Eric Thrane and Rory Smith. 图片：Monash University
在他们的研究中，每2到10分钟，一对恒星质量黑洞在宇宙的某个地方合并。其中一小部分足够大，由此产生的引力波事件可以通过激光干涉引力波天文台和室女座天文台等先进仪器探测到。然而其余的则是一种随机背景噪声。通过测量这种噪声，科学家们也许能够更深入地研究事件的方式，并能更多地了解引力波。
正如Thrane博士在莫纳什大学的新闻声明中所解释的那样：测量引力波的背景可以让我们在很远的地方研究黑洞的数量。有一天，这种技术可以让我们看到来自大爆炸的引力波，隐藏在黑洞和中子星的引力波后面。当提到引力波的研究时，史密斯博士和Thrane都不是业余爱好者。去年他们都参与了一个重大突破，来自LIGO科学合作(LSC)的研究人员和室女座合作测量了一对合并中子星的引力波。
这是第一次中子星合并(又称“中子星”)，在引力波和可见光中都能观测到。这对搭档也是高级LIGO团队的成员，他们在2015年9月首次发现了引力波。到目前为止，6个证实的引力波事件已经被LIGO和处女座的合作证实。但根据Thrane和Smith博士的说法，每年发生的事件可能多达10万件，而这些探测器根本无法处理。
双黑洞合并概念图，图片：LIGO/A. Simonnet.
这些波结合在一起形成了引力波背景，虽然个别事件难以察觉，但研究人员一直在尝试开发一种方法来检测多年的噪音。依靠计算机模拟微弱的黑洞信号和大量已知事件的数据，Drs.Thrane和Smith声称已经做到了这一点。从这一点上，可以在模拟数据中产生一个信号，这是微弱黑洞合并的证据。展望未来，Thrane博士和Smith希望将他们的新方法应用到真实数据中，并且乐观地认为这将产生结果。
研究人员还将获得新的OzSTAR超级计算机，该超级计算机上个月安装在Swinburne大学，帮助科学家在LIGO数据中寻找引力波。这台电脑与LIGO社区使用的电脑不同，LIGO社区包括加州理工学院和麻省理工学院的超级计算机。与传统的中央处理器(cpu)相比，ozg使用的是图形处理器单元——对于某些应用程序来说，它的速度可能要快数百倍。据ozridge超级计算机的负责人Matthew Bailes教授说：它比我1998年在该机构建造的第一台超级计算机要强大125000倍……通过利用gpu的力量，OzStar有可能在引力波天文学上有重大发现。
关于引力波的研究，尤其令人印象深刻的是它是如何如此迅速地发展的。从2015年的初步检测来看，来自高级LIGO和室女座的科学家已经确认了6个不同的事件，并预测了更多的事件。最重要的是天体物理学家甚至提出了利用引力波来更多地了解导致它们的天文现象的方法。所有这些都归功于仪器的改进和天文台之间的合作。通过更复杂的方法，可以通过档案数据来获取额外的信号和背景噪音，将更多地了解这一神秘的宇宙力量。
博科园-科学科普｜文：Matt Williams｜来自：Universe Today｜参考：Monash, Physical Review X
