天体物理惊喜：在黑洞的振铃中检测到的第一个泛音[视频]

这种仿真显示了如果我们可以以某种方式在宇宙飞船中旅行以越来越近的外观，那么黑洞合并会出现。通过使用称为GW150914的事件的Ligo数据来解决来自Albert Einstein的一般相对论的一般相对论的方程来创建。

当两个黑洞碰撞时，它们合并到一个更大的黑洞和像敲响的钟声一样环，在叫做引力波的空间和时间内发出涟漪。嵌入在这些引力波中是特定的频率，或者色调，它们类似于音乐弦中的唯一注意。

现在，研究人员在新形成的黑洞的“跳转”中首次检测到两个这样的音调。以前，假设只能测量单个音调，并且额外的音调被称为ovtones，将与当今的技术进行太微弱。

之前，就好像你试图只使用一个字符串就吉他与一个字符串相匹配，卡特赫特的研究生和一项新研究的第二作者详细介绍了9月12日问题的结果物理评论信。Giesler是一个相关论文的领导作者，提交给物理审查X，了解用于找到overtones的技术。

结果基于由国家科学基金会的利胶（激光干涉仪引力波天文台）捕获的重叠数据，使Albert Einstein的一般相对论与新的测试。因为合并黑洞体验破碎重力，所以对这些事件的研究允许研究人员在极端条件下测试相对论的一般性理论。在这种特殊情况下，研究人员测试了一般相对论的特定预测：即可通过其质量和旋转速率来充分描述该黑洞。再一次，爱因斯坦通过了测试。

“这种测试已经在第一次检测前提出，但每个人都预计它必须在探测器敏感之前等待多年，”萨尔·特罗斯基（博士），Caltech理论天体物理学教授（Phd'73）说杰克勒的顾问。“这个结果表明，我们可以通过包括彻底，意想不到和令人兴奋的结果来开始对今天的探测器进行测试。”

Ligo在2015年制造了历史，当爱因斯坦首先预测他们之后100年后，它在2015年首次直接检测了引力波。从那时起，利戈及其欧洲的伴侣天文台，处女座检测到了近30个引力波事件，其被进一步分析。当两个黑洞碰撞时，许多这些引力波会出现，通过空间发送颤动。

新的黑洞形成了剧烈的天体物理过程，因此是一种激动的状态，Maximiliano（Max）ISI（PHD 18）表示，物理评论信学习，现在在麻省理工学院。“然而，它以引力波的形式迅速脱落这种剩余能量。”

作为Giesler的研究生工作的一部分，他开始调查是否可以在主要信号或音调之外在当前的引力波数据中检测到溢出，即使大多数科学家认为这些泛滥太晕了。他从称为GW150914称为GW150914的黑洞合并事件中，他专门研究了Ligo首次检测的重力波。

两个合并的黑洞是太阳质量的大约30倍，一个比另一个略大。时间已经减慢了100倍。该活动发生了13亿年前。

由于黑洞的令人难以置信的强大，星星出现扭曲。黑洞翘曲空间和时间，这导致恒星的光在称为重力透镜的过程中的黑洞周围弯曲。黑洞周围的环，被称为爱因斯坦戒指，由孔后面的小区域中的所有恒星的光引起，其中引力透镜已经将它们的图像涂在环中。

在合并的终阶段期间，称为旋转的一段时间，新合并的黑洞仍然摇晃。Giesler发现，大声但短暂的overtones存在于比以前已经实现的早期阶段的阶段。

“这是一个非常令人惊讶的结果。传统的智慧是，当残余黑洞已经下降时使任何色调可以被检测到，overtones几乎完全腐烂，“Teukolsky说，他也是康奈尔大学的物理学教授。“相反，事实证明，在主音变得可见之前可以检测到oveOnes。”

新发现的ovtones帮助研究人员对黑洞的“无头发”定理来测试 - 没有其他特征或“毛发”所需的想法，以确定大量或旋转以外的黑洞。新结果证实，黑洞没有毛发，但科学家怀疑该理论的未来测试，其中甚至更详细的观察用于探测黑洞并购，可能表现出。

“爱因斯坦的理论如果在比赛中有量子效应，”杰克勒说。““牛顿的重力理论通过了重力弱的许多测试，但是当在最极端地描述重力时完全失败，就像在试图描述合并的黑洞时一样。同样，随着我们最终通过越来越高的黑洞探测信号，甚至可能有一天可能失败的一般相对论。“

在接下来的几年里，计划升级为Ligo和Virgo将使观察者对引力波更敏感，揭示额外的隐藏色调。

“胜利更大的事件，Ligo更有可能拿起这些过度，”CALTECH的物理学教授和Ligo实验室的成员没有与这项研究有关的物理学。“随着Ligo首次检测引力波，我们确认了一般相对性的预测。现在，通过寻找overtones，甚至称为高阶模式的昏厥信号，我们正在寻找对理论的更深入的测试，甚至潜在的潜在证据分解的理论。“

Isi说，“小小的，黑洞会脱掉他们的谜团，彻底改变我们对引力，空间和时间的理解。”

物理审查信研究标题为授予GW150914的无头发定理，由美国宇航局，利戈，国家科学基金会，西蒙斯基金会和谢尔曼飞兆线基金会资助。其他作者包括Flatiron Institute和Stony Brook University的Farr（BS'03），并Mark Scheel，Caltech的物理学研究教授。

该研究提交给物理审查x，标题为黑洞ringdown：overtones的重要性，由Sherman Fairchild基金会，NSF，Ligo和Caltech提供资金。其他作者包括Mark Scheel。

有关这一主题的更多信息，请参阅科学家检测新生黑孔的响铃，爱因斯坦的一般相对论提前10年验证。