双黑洞“无间道”绕转生成引力波

科学家在黑洞观测领域有了突破性的进展，黑洞天体遍布宇宙的各个角落，他们重新启动了位于美国的两个引力波探测器，通过对数百个黑洞的观测，科学家期待在数百年、数亿年前发生的黑洞相互碰撞事件中发现引力波的释放。太空引力波好似在海洋中穿越的波纹或波动的涟漪。人们看不见引力波和黑洞，这个强大无比的宇宙天体躲藏在遥远的黑暗世界中，在先进探测仪器的帮助下，科学家将会发现它们的踪迹，一句歌词表达了科学探索精神的坚守，“所有的一切是为了找到它，哪怕付出生命的代价”。

两台引力波探测器经过了技术更新，外形好像一个巨大的麦克风，科学探测的使命是发现黑洞在相互碰撞之后留下的引力波痕迹。卡迪夫大学的物理学和天文学学院的研究人员在马克·汗南博士的带领下有了突破性进展，建立了可预测所有潜在引力波信号的理论模型。经过技术升级的两台探测器有效地检测了微弱的引力波信号。卡迪夫大学的科学团队创新了模型，制定了“发现者指南”，他们将理论模型和巨大的LIGO引力波探测器协同一致，以可辨识的波形揭示黑洞相互绕转和碰撞的奥秘。

卡迪夫大学的博士和博士后研究生加入了科学团队，此外，团队成员来自欧洲和美国的大学，世界各地的大学和研究机构，共同合作的目标是揭示宇宙起源的奥秘。飞速旋转的黑洞引起了黑洞轨道的摇摆，好似旋转的陀螺在倒地之前出现了摇摆的现象，黑洞在旋转中出现了摇晃现象，它们的绕转轨迹显得“狂野不羁”，从中产生了极端复杂的引力波信号，科学团队开发的模型预测了黑洞的旋转轨迹，为科学家在探测数据中发现引力波信号提供了帮助。

汗南博士解释说，黑洞的旋转轨迹似乎完全纠缠，一团乱麻，没有任何线索，然而，当设想一下黑洞绕转的图像时，黑洞轨迹的混乱渐渐明朗。从复杂的黑洞旋转运动着手，他们使用了对黑洞轨迹方程式进行描述的数学工具，黑洞旋转的情形好似人们观看一个坐上高速旋转木马上的小孩，当小木马人挥动手臂时，站在旁边的人们难以分清小木马人的动作，可能由于兴奋而挥动了手臂，但人们不是站在边上观看，而是坐在小木马人的旁边，自身在旋转时看到的小木马人好似静止不动，坐木马的孩子朝人们挥挥手臂或竖竖拇指。

物理模型编进了计算机程序，LIGO引力波探测项目的科学家应用了计算机程序，搜索了黑洞的合并现象，然而，应用计算机程序和开启探测器不是简单的事情，有大量的理论和实验步骤有待完成。到目前为止，科学团队仅完成了相互绕转的黑洞“近动效应”研究，他们确定了下一个研究目标，当黑洞发生相互碰撞时，它们的旋转轨迹会发生怎样的变化。制定了阶段性的研究目标之后，科学团队使用了大型计算机的模拟功能，包括验证爱因斯坦方程式在黑洞碰撞前后的有效性。

需要开发多个物理模型，收集足够的有关黑洞质量与旋转率关联的数据，全面了解黑洞复杂系统的总体特征。科学探索的道路曲折，前途光明，科学团队持有有乐观态度，朝着解开黑洞谜团的方向努力。随着两台引力波探测器的技术升级和重新启动，LIGO项目的科学家第一次发现引力波的信号也许只是时间问题，计算模型将会帮助科学家找到引力波的踪迹，人们无从知晓最后的结果，只有耐心等待。

（编译：2014-11-17）

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