一種新開發(fā)的分析引力波數(shù)據(jù)的技術(shù)可以顯著增強(qiáng)科學(xué)家研究宇宙中一些最強(qiáng)大事件（例如黑洞之間的碰撞）的能力。樸茨茅斯大學(xué)、南安普頓大學(xué)和都柏林大學(xué)的研究人員提出了一種更精確的方法來解釋引力波。引力波是時(shí)空的微妙扭曲，由黑洞等大質(zhì)量宇宙物體劇烈合并時(shí)產(chǎn)生。

雖然這項(xiàng)發(fā)表在《自然天文學(xué)》上的研究尚未揭示有關(guān)黑洞的新發(fā)現(xiàn)，但它在引力波數(shù)據(jù)與理論模型的比較方式上取得了重大進(jìn)展。這一進(jìn)展為未來的發(fā)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

自2015年首次探測(cè)到引力波（這一成就榮獲諾貝爾獎(jiǎng)）以來，引力波開辟了天體物理學(xué)的新領(lǐng)域。這些信號(hào)，尤其是來自黑洞合并的信號(hào)，為傳統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡無法捕捉到的事件提供了難得的洞見，而傳統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡通常無法直接觀測(cè)此類現(xiàn)象。

樸茨茅斯大學(xué)宇宙學(xué)與引力研究所研究員、該研究的主要作者查理·霍伊博士解釋說：“當(dāng)引力波穿過地球時(shí)，我們會(huì)捕捉到一個(gè)短暫的信號(hào)。為了查明其成因，我們將觀測(cè)結(jié)果與數(shù)百萬個(gè)基于不同模型生成的理論引力波信號(hào)進(jìn)行比較。挑戰(zhàn)在于，并非所有模型都同樣準(zhǔn)確。”

通常，科學(xué)家使用一種稱為貝葉斯推斷的技術(shù)來分析引力波信號(hào)。這項(xiàng)技術(shù)通常使用不同的模型進(jìn)行多次測(cè)試，并以不同的方式組合結(jié)果。將結(jié)果與現(xiàn)有方法組合的問題在于，它可能會(huì)忽略每個(gè)模型對(duì)愛因斯坦廣義相對(duì)論的忠實(shí)程度，從而有可能得出誤導(dǎo)性的結(jié)論。

霍伊博士補(bǔ)充道： “多年來，我一直在思考如何將模型精度融入引力波貝葉斯推理中，看到我們的方法得以實(shí)現(xiàn)，我感到非常興奮。”

通過求解愛因斯坦場(chǎng)方程直接計(jì)算引力波非常困難。多年來，人們已經(jīng)發(fā)展出許多引力波模型，但它們都存在一定程度的近似性。通過我們的方法，我們能夠?qū)⑦@種不確定性納入引力波數(shù)據(jù)分析方法中，并最終對(duì)黑洞的基本性質(zhì)獲得更嚴(yán)格的約束。

引力波模型正在不斷發(fā)展，未來幾年其準(zhǔn)確性可能會(huì)不斷提升。我們的方法設(shè)計(jì)旨在，一旦這些模型可用，就可以將其納入我們的算法中。所有模型可以共同幫助我們獲得對(duì)黑洞質(zhì)量和自旋的約束。

編譯自/scitechdaily