铺开重力波空间探测之路,那是黑洞诞生的声息

新浦京www81707con 1对时空涟漪的搜寻,可以帮助我们甄别不同的引力理论。图片来源:《新科学家》

新浦京www81707con 2LISA探路者成功地为未来的太空引力波探测铺平了道路。图片来源:ESA

寻找类地行星 探测引力波 欧洲为两项太空项目开绿灯

《自然》刊文讲解引力波或可解决的六大宇宙问题

(文/ Stuart
Clark)这里就像是在颁发奥斯卡奖,但只有物理学家出席,没有演员。有300人聚集在美国加利福尼亚州阿卡迪亚的一个舞厅里,另有100多人通过视频与会场相连。所有人都在等待信封被打开的那一刻。

未来引力波空间天文台的一个关键组件,出色地通过了一系列考验,正经历着迄今为止其他任何人造物品都未曾体验过的、真正的自由落体。在这个实验装置的核心处,一块两千克重的高纯度金铂合金立方体正在太空中自由飘荡,除引力外几乎完全不受任何其他作用力的影响。

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17世纪末,牛顿发现了万有引力,有质量的物体就有这种引力;20世纪初,爱因斯坦发表广义相对论,提出引力其实是质量引起的时空变形;2012年,欧洲核子研究中心通过大型强子对撞机发现希格斯玻色子,解释了粒子为何会有质量,将希格斯场、质量和时空联系在一起。

虽然这个仪式看起来缺少吸引力(抱歉,物理学家),但它的戏剧性足以弥补这一不足。与好莱坞颁奖相反,那个信封里的东西会让他们所有人,要么都成为赢家,要么都一败涂地。

欧洲空间局(ESA)的此项任务名为LISA探路者(LISA
Pathfinder),是未来的太空激光干涉仪(LISA)的先验项目,旨在从理论上验证,在太空中自由飘荡的一组这样的立方体将能够担当起空间引力波天文台的作用,将有能力检测超大质量黑洞的碰撞及其他地球上不可能探测到的剧烈事件所发出的引力波信号。

LISA项目预计将于2034年启动。图片来源:ESA/Manuel Pedoussaut

而如今,人类首次探测到了引力波——由两个黑洞撞在一起而产生的时空涟漪,不仅证实了爱因斯坦近百年前对引力波的预测,还有更重要的意义。用斯蒂芬·霍金的话说,引力波提供了一种人们看待宇宙的全新方式。

他们正在搜寻宇宙结构中的涟漪——引力波,它是爱因斯坦广义相对论中最后一个尚未被验证的预言。广义相对论认为,它可以由恒星的碰撞、黑洞的形成,以及宇宙大爆炸本身所产生。但是,当它们穿过遥远的距离抵达地球时,它的扰动仅有最小原子核直径的约千分之一大,小到极端得难以探测。然而,发现引力波会从根本上改变我们研究宇宙的方式。

这块金铂合金立方体被称为“自由落体检验质块”,被安置在如同外壳一般的LISA探路器内部,自2016年2月以来一直环绕着所谓的日地关系第一拉格朗日点(L1)旋转。在L1点,地球和太阳共同施加的引力使得物体能够绕着这一点旋转,就像人造卫星绕着地球旋转一样。

本报讯 欧洲空间局于6月20日为两项空间任务开了绿灯——
一是找到一个像家一样的地方,二是检测宇宙历史上最大的灾难。

最近,《自然》杂刊发的一篇文章,讲解了人类借助引力波或可解决的六大宇宙问题。

怀揣着这样一个目标,整整一代的引力波科学家把他们毕生的精力都花在了研发仪器上,以便探测这些极其微弱的信号。纵然花了半个多世纪来创新和完善技术,进而隔绝掉哪怕是最微小的干扰,引力波探测器虽志存高远却仍然不够灵敏。尽管这些努力已经把我们带到了作出发现的边缘,但这一不屈不挠的诉求也付出了代价。英国格拉斯哥大学的引力波物理学家马丁·亨得利(Martin
Hendry)说:“有相当多的人已经习惯性地认为,无论我们自认为看到了什么样的信号,它都必然是仪器噪声。”

新浦京www81707con 4LISA原本计划用3个探测器相互间隔500万千米,构成3个空间激光干涉仪,用来探测引力波信号。图片来源:

ESA下属科学计划委员会批准了行星凌日和恒星振荡计划向前推进。2026年,该计划将开始搜索天空以寻找能够替代地球的类地行星(此类行星与母星的距离适合生命的存在)。

黑洞真的存在吗?

正因为如此,这些探测尝试的上层偶尔会往数据里“注入”假信号,好让普通成员忙个不停。尽管没人能完全否定他们看到的信号只不过是一次测试,但科学家的工作热情依然高涨。

LISA探路者检验的是一个关键系统,未来会被纳入到构成LISA的3个航天器中。LISA预计于2034年升空,将在地球身后5000万千米的地方沿轨道环绕太阳飞行。每个LISA航天器都将包含两块检验质块,就像LISA探路器内部现在的那块一样。LISA探路者任务取得了非凡的成功,让科学家朝着发射LISA天文台迈出了关键的一步。

与此同时,该委员会将激光干涉仪空间天线项目放在了ESA的任务清单上,也就是说规划人员现在可以开始细节设计了。2034年,LISA项目将开始探测太空中的引力波,即由星系碰撞及其中央的特大质量黑洞盘旋合并形成的宇宙震动所产生的涟漪。

激光干涉引力波天文台探测到黑洞合并,一个重要的科学意义就是证实了黑洞确实存在,至少是一种完美的圆形物体,由纯真空的、弯曲的时空构成,像广义相对论预测的那样。天文学家已有了大量关于黑洞的证据,但以往的证据都来自对恒星和超热气体的观察,而非来自黑洞本身。

在6个月的辛苦分析之后,每个人都相信他们看到的是两颗恒星碰撞形成黑洞时发出的引力波。由于它来自天空中大犬座的方向,科学家给它一个代号“大狗”。在数据分析完成之前,科学家被禁止向外界透露有关的情况。于是,2011年3月,他们聚集到了美国的加利福尼亚州,来商讨下一步的举措。

为了检测引力波,LISA检验质块必须受到严格的防护,隔绝所有可能冲撞它们飞行的因素。就连阳光都会产生微弱的压力,干扰这些质块的运动,足以淹没LISA想要探测的引力波信号。为了验证这样的防护系统,LISA探路器配备了一组推进器,使航天器保持在适当位置,守护在自由落体检验质块的周围。推进器会在必要情况下点火,确保航天器实施必要的移动,使得检验质块能够尽可能不受干扰地沿着自由落体轨迹运行。

LISA项目负责人、德国汉诺威市马普学会引力物理学研究所Karsten
Danzmann表示:“我们感觉很棒。”他说:“我们知道自己将要起飞,所以我们必须工作。”

美国普林斯顿大学广义相对论模拟专家弗朗斯·普雷托里乌斯说:“科学界对黑洞已经非常厌倦了,包括我自己在内,我们认为它是理所当然存在的。但你想一想,这个预测是多么惊人,我们也确实需要惊人的证据。”

铺开重力波空间探测之路,那是黑洞诞生的声息。“合作团队决定,要提交一篇论文来公布这一发现的证据,”亨得利回忆说。当时他在场见证了最后的一道坎:打开信封,看看这个信号究竟是不是管理层人为加到探测系统中的。“我记得当时在想,如果最终确实这是一个真实的信号,那整个世界会突然变得有多么不同。”

在未来的LISA天文台上,激光将被用于测量3个航天器中检验质块之间的距离,3个航天器将以三角形编队飞行,三角形的每一边都长约100万千米。检验质块之间距离上的细微变化,将表明有引力波从此处经过。LISA探路器上还有第二个检验质块,与处在自由落体状态的那个质块一起,构成了未来LISA三角形编队一条边的一个微缩模型。两个质块间距只有大约1/3米,对于检测引力波来说太短了,至少差了有上百万倍,不过对于检验最终构成LISA天文台的系统来说,这却是关键的一项考验。LISA探路者实验表明,在LISA天文台将要监测的频率范围之内,两个检验质块之间的相对位移涉及到的加速度小于1/10
femto-g(1
femto-g,相当于地球标准重力加速度g的一千万亿分之一),大大优于LISA天文台的设计精度。

LISA项目酝酿了很长时间。关于该项目的想法最早出现于上世纪80年代并在90年代早期由ESA首先提出——发射3架探测器,同时利用激光,在引力波经过时,精确测量两者之间的距离,从而探测短暂的挤压和空间的拉伸。

LIGO的信号提供了这一证据——也证实了两个黑洞的合并过程与预测一致。当两个黑洞开始互相靠近时,以引力波的形式辐射能量。LIGO探测到了这些波独特的声音,就像小鸟唱歌,科学家称之为“啁啾”,这让科学家能检测两个涉事黑洞的质量:一个约为太阳质量的36倍,另一个约29倍。

当信封(其实是PowerPoint幻灯片)被打开时,世界依旧。由于事先知道黑洞产生的引力波会是什么样子,管理层偷偷地在恰当的时间,以恰当的方式,对探测器做了手脚。“大狗”是一个人为的信号。

详细描述实验结果的论文,今天(6月7日)发表在《物理评论快报》(Physical
Review
Letters
)上。(编辑:Steed)

该计划最初打算由ESA和美国宇航局联合实施,然而后者因预算问题于2011年撤出LISA项目。于是ESA缩减了项目设计,但LISA却错过了该局科学项目计划的两个早期发射槽。

接下来,黑洞融合在了一起。它们合并后会变成一个完美的球形,但一开始,就像LIGO看到的那样,以一种逐渐衰减的涟漪形式辐射出引力波。

但很快就会有那么一天,我们将看到一个真实的信号。大西洋两侧的引力波探测器都正在进行重要的升级,来提高它们的灵敏度。当那一天来临时,它会为天文学家带来一种全新的感知能力。

随着美国的LIGO探测器于2015年首次探测到引力波,以及ESA的LISA探路者任务(旨在对LISA项目使用的技术进行验证)在2016年取得成功,LISA终于看到了曙光。

引力波以光速传播吗?

新浦京www81707con ,迄今,我们对宇宙的大部分认识都来自于“看”——使用望远镜收集可见光以及其他形式的电磁辐射,包括射电波、红外线和X射线等。“现在,我们还想听一听宇宙,”意大利特伦托大学的斯特凡诺·维塔勒(Stefano
Vitale)说。

Danzmann说:“LIGO和LISA探路者任务功不可没。这是真正的天文学,LIGO发现了4个黑洞,并且它将会找到更多。LISA探路者任务表明,它是能够胜任工作的,我们只需要添加更有效的设备和更大的激光功率。”

当科学家开始把来自LIGO的观测与其他类型望远镜看到的结果比较时,首先要检查的一件事就是,这些信号是否同时到达。

捕捉引力波

你该如何去探测时空中的涟漪呢?位于意大利卡思契纳的Virgo干涉仪,正奋战在引力波探测的最前沿。它由两条呈直角的臂组成,每条臂长3千米。激光会同时在这两条臂中传播,通过两端的镜面来增加传播距离,使总长达到大约100千米。

新浦京www81707con 5Virgo干涉仪,位于意大利的乡村,由两条呈直角的壁构成,每条臂长3千米。图片来源:ufl.edu

通常,这两道激光束会以相同的时间走完它们的旅程。在终点处,它们会被汇集到一起,以检测它们是否同步。然而,如果有引力波从其中穿过的话,它会略微改变激光传播的路径长度,先改变一条臂中的路径,然后再改变另一条臂中的路径。这意味着两束激光将不再同步,但之后又会恢复正常。

美国的激光干涉仪引力波天文台(LIGO)使用了相同的技术。它在华盛顿州的汉福德和路易斯安那州的利文斯顿各有一个探测器。2010年年末,Virgo和LIGO对引力波的搜寻暂时停止,以便进行升级,把灵敏度提高约10倍。通过比较欧洲和美国探测器间的信号,物理学家可以三角定位引力波入射的方向,从而确定它的源头。

参与其中的科学家相信,当这3个探测器于2016年重新开始运转时,作出第一个发现只是时间问题。亨得利说:“我们预计会在2016年末或2017年初达到足够的灵敏度,探测到一些东西的几率应该会变大。”

就算真的第一次探测到了引力波,这项研究也还远远没有结束。与电磁波谱涵盖了从射电和微波到可见光和γ射线类似,引力波谱也有多样性。不同的天体会产生不同波长的引力波。在地球表面并不能探测到所有的引力波。

地面上的探测器只能探测频率较高的引力波,可能由超新星爆发或者恒星碰撞形成小型黑洞所产生。

如果我们希望探测到星系碰撞的过程中超大质量黑洞并合或者进食所产生的引力波,那就需要把探测器送入太空。在那里,频率较低的引力波才不会被地球内部的震动所掩盖。

2015年7月,欧洲空间局(ESA)将发射LISA探路者探测器。它是建造来测试相关探测技术的,是打造一个成熟的空间引力波探测任务所需的关键性的第一步。

位于LISA探路者心脏处的,是两个完全相同的金属立方体,每一块都由2千克的金和铂构成。这两颗金属心脏并不会跳动,而是恰恰相反。“它们将是太阳系中最宁静的东西,我是指真正的宁静,”这一任务的首席科学家维塔勒说,“之前还没有人制造过这么宁静的东西。”

这两个检验质块在发射时会被紧紧夹住,一旦进入轨道就会被释放。之后,它们会在舱内自由飘动,彼此间隔约35厘米。

新浦京www81707con 6LISA探路者正在进行测试,它将检验探测引力波的空间技术是否切实可行,也有可能去探测牛顿引力在极端环境下是否仍然成立。图片来源:ESA

LIGO的成功也为美国参与LISA项目提供了新的动力;NASA如今打算为这项斥资10亿欧元的项目提供20%的经费,可能用于建造观测所需的激光器和望远镜。

物理学家猜测,引力是以一种名为“引力子”的微粒形式传播的,就像光子那样。如果引力子像光子,那它就没有质量,引力波就会以光速传播,符合广义相对论中对引力波速度的预测。引力波速度会受宇宙加速膨胀的影响,但要在极远距离才能显出这种影响,以LIGO的探测距离影响可以忽略。

被修改的引力

LISA探路者的激光会监视两个立方体的相对运动变化。它可以探测到小到1皮米(10-12米,即十亿分之一毫米)的距离变化——比先前ESA制造的传感器,即用于从轨道上来测量地球重力场的GOCE任务,还要精确100倍。

如果LISA探路者一切顺利,这些检验质块的下一次飞行,便会在2028年或者2034年,完整版的LISA发射之日。到那时,与仅间隔35厘米不同,3个不同的探测器里的检验质块会相距500万千米。在这个距离上,它们会使用各自的激光来探测引力波穿过时彼此之间距离的微小变化。

每一位引力物理学家对此都会感到极为高兴,更不用提这会给他们提供大量能够用来分析的数据了。然而,
换一个角度来说,LISA探路者带来的科学内涵,或许比任何人最初想象的还要多。

随着仍在逐步壮大的一小组科学家和工程师的加入,LISA探路者将不再仅仅是一个技术演示任务。它有可能会成为1919年以来最伟大的引力实验。那一年,英国天体物理学家亚瑟·爱丁顿(Arthur
Eddington)证实了爱因斯坦的广义相对论,后者拓展了牛顿的引力理论,将爱因斯坦自己的狭义相对论也囊括了进来。

爱丁顿在一次日全食的过程中证明,来自一个遥远星团的光在从太阳附近穿过时,路径会发生弯曲。这种星光的“透镜”效应只有在引力极强的时候才会发生。牛顿的引力定律对此没有作出预期,爱因斯坦却准确地给出了预言。爱丁顿之所以能成功地证认这一点,是因为当时的望远镜已经精确到了足以测量这一效应。

绝大多数物理学家都假定,牛顿引力定律只在强引力场中失效,例如在恒星、星系团或者黑洞这样的大质量天体附近。但在其他地方,他们则假定引力如牛顿描述的那样,会随着到星系中心距离的平方而衰减。这一想法导致了暗物质的引入,这些不可见的物质提供的额外的引力,维系住了单个星系的转动,并把多个星系束缚在了星系团中。虽然没有人知道暗物质是什么,但大部分天文学都相信它们是存在的。

然而,许多观测结果也可以用另一种方式来解释,只要星系对恒星施加的引力比牛顿预言的引力更强即可。在这些“被修改的引力”中,最著名的当属修改的牛顿动力学,简称MOND。这个理论是上世纪80年代,由当时在美国普林斯顿大学任职的莫德采·米尔格若姆(Mordechai
Milgrom)提出的。只有在引力造成的加速度小于某个特定微小数值的地方,这个理论才起作用。

2006年,以色列耶路撒冷希伯来大学的雅各布·贝肯斯坦(Jacob
Bekenstein)和英国伦敦帝国学院的乔奥·马古悠(Joao
Magueijo)精确确定了这些地方所在的位置。他们的计算显示,在太阳系的特定区域,太阳、行星和卫星的引力会相互抵消,那里被称为鞍点。

如果LISA探路者可以穿过或者靠近这些鞍点中的一个,灵敏的激光系统就可能处于被修改引力理论的掌控下,从而检验牛顿引力定律。同在英国伦敦帝国学院的阿里·莫扎法里(Ali
Mozaffari)说:“如果看到了出乎预料的东西,我们就能十分肯定地说,引力并非我们想象的那样;还有更深层次的‘引力’存在。”

莫扎法里正同马古悠等人一起,研究拓展LISA探路者任务的可能性。距离鞍点越近,利用LISA探路者中的金属立方体所作的检验精度就越高。如果能够按照预期工作,并且该探测器可以深入到距鞍点50千米的地方,那么类似MOND这样对引力进行修改的理论所产生的效应就会显著体现出来。莫扎法里在他今年最新发表的一篇论文(详见arxiv.org/abs/1204.6663v2)中指出,即便距鞍点仍有400千米,你也会得到一个足够强的信号,宣告你做出了新的发现。

自米尔格若姆提出最初的设想以来,又涌现了许多不同版本的修改引力理论。是否可以用观测到的信号来检验某种特定的理论,是目前正在研究的问题。莫扎法里说:“许多人根据他们的理论作出了不同的预言。”但他说,要把一个信号和一种特定的理论真正联系上,却更为困难,“这项研究还在进行中”。

如果靠近鞍点然后发现一切正常,那事情就会简单一些,因为它会对修改的引力理论施加更强的限制,甚至完全排除其中一些理论。

新浦京www81707con 7完全建成的LISA,将由3个探测器构成,彼此间隔500万千米,以探测引力波造成的空间尺度极其细微的改变。图片来源:wikimedia.org

为了进行这一实验,ESA必须在引力波探测技术已经完全被演示并被了解之后,对LISA探路者任务进行拓展。维塔勒说,技术演示毫无疑问是该任务的第一要务。“我不会说我已经准备好去鞍点了,”他说,“如果我们必须对引力波探测器进行其他额外的测试,那些测试仍然会具有最高的优先级。”

不过,他对鞍点也很感兴趣。“它是独一无二的设备,这是毫无疑问的,”维塔勒说,“当你把一台独一无二的仪器放到独一无二的位置上时,总能获得一些东西。”

毫无疑问,LISA探路者和地面引力波探测器的升级都让人兴奋。“我仍像第一天时那般狂热,”维塔勒说,“你必须这样。如果你自己都不相信,那就什么都不会发生了。”

至于究竟何时能第一次探测到引力波,这是2013年7月引力波会议的最后一个议题。与会的科学家预计会是2017年1月1日。

亨得利不希望如此。尽管这不是奥斯卡,但作为一个苏格兰人,在那一天的前一晚,他还有另一个派对必须要参加。“家人可不希望我在那一天还24小时呆在电脑旁边守着,”他说。可是,这样的时刻,他又怎么舍得错过呢?

 

编译自:《新科学家》,Ear on the universe

而PLATO联盟于6月20日在瑞典斯德哥尔摩召开了一次常规会议,旨在加速该项目的运作。PLATO是ESA的一项中等规模的项目,其预算低于5亿欧元。其目标在于列出一张类地行星的单子,这些类地行星包括那些处于明亮的与太阳类似的恒星宜居带中的质量约为地球1.5倍的系外行星。为了找到它们,探测器将配备26个望远镜,每个望远镜直径为12厘米,可以连续监测大约50%的天空。

但引力子有微小质量也是可能的,这意味着引力波的速度小于光速。如果这样,LIGO和Virgo探测到的引力波到达地球所花的时间,会比其他传统天文台探测到的同一事件中发出的γ射线到达地球的时间要长一点,这将对基础物理学产生重大影响。

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PLATO项目还将开展敏感的“天文地震学”研究,即利用一颗恒星内部振动导致的星光微小变化确定其相关特征,例如年龄、质量和半径等参数。

时空由宇宙弦构成吗?

回到鞍点

引力鞍点是两个天体之间引力场相互抵消的地方,是天体之间的平衡点。

鞍点类似于拉格朗日点,后者因为给天文仪器提供了理想的观测地点而知名。事实上,ESA的LISA探路者就将前往日地连线上距离地球150万千米的拉格朗日点。位于这些点上的探测器所受到的引力,使得它可以在与地球相对位置保持不变的情况下绕太阳转动。鞍点和它的区别是,那里的引力场会完全抵消。穿过鞍点时,引力会瞬间降为零。

当LISA探路者接近地球和太阳的鞍点时,它的载荷会探测到这一引力下降,并检验牛顿的引力定律。

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与NASA的行星猎人开普勒空间望远镜类似,PLATO探测器将基于寻找恒星亮度的微弱变化——这意味着一颗行星从其前方掠过,即所谓的凌日法。当与地基的径向速度观测(测量归结于行星引力的恒星“摆动”)相结合后,物理学家便能够计算出行星的密度以及可能的构成。

如果科学家探测到的引力波来自宇宙弦,那会带来更奇怪的发现。科学家假设,宇宙弦是时空弯曲中的缺陷,无比纤细却延伸至整个宇宙那么远,它们可以与弦理论有关,也可以无关。研究人员预测,如果宇宙弦确实存在,它们可能偶尔纽结在一起,如果一根弦断了,就会突然释放出一阵引力波,然后被LIGO和Virgo等探测器检测到。

PLATO探测器将有一项最初的“6年任务”,在距地球约150万公里的太阳与地球引力平衡点——拉格朗日L2点,从众多恒星中搜寻类太阳系恒星系统,并在其中搜寻类地行星。

中子星凹凸不平吗?

PLATO项目之前曾被ESA科学计划委员会选为“20年宇宙愿景”计划中的第三个中型任务。根据ESA在其网站上发表的公报,计划研究太阳及太阳风的太阳轨道飞行器将于2017年发射升空,而绘制“暗宇宙”几何结构的欧几里得探测器则会在2020年发射升空。

中子星是较大恒星在自身重力作用下坍缩后的残骸,它们的密度极大,以至于自身的电子和质子融合成为中子。人们对这种极端物理学还知之甚少,但引力波为研究这些现象打开了独特的视窗。比如,中子星表面强大的引力倾向于把它们变成近乎完美的球形,但一些研究人员认为,它们的表面仍可能有“高山”——虽然只有几毫米高,却让直径只有10公里左右的中子星变得略微不匀称。中子星通常旋转得极快,这种不对称的质量分布会让时空变形,产生持续的正弦引力波信号、辐射能量,并减缓中子星的旋转速度。

ESA指出,PLATO项目有助于研究“20年宇宙愿景”任务中的两个关键问题,即行星形成与生命出现的条件以及太阳系的运转。

互相环绕的一对中子星也会产生持续的信号。这些星体也像黑洞那样,螺旋环绕最终融合,但它们会变成什么样却可能与黑洞大不相同。普雷托里乌斯说:“这有很多可能性,取决于它们的质量和中子物质产生的压力。”比如合并后可能是一个巨大的中子星,也可能立刻坍缩成一个黑洞。

《中国科学报》 (2017-06-22 第2版 国际)

什么原因造成了恒星爆发?

当大质量恒星不再发光,向内部坍缩时,会形成黑洞和中子星。天体物理学家认为,就是这一过程为II型超新星爆发提供了能量。单靠模拟这种超新星爆发还无法解释清楚是什么点燃了它们,根据预测,真实的超新星爆发会产生引力波,倾听这些引力波有望找到答案,研究爆发的波形、声音大小、频率及其与超新星爆发的关系,这些数据有助于检验现有的各种模型。

宇宙膨胀速度有多快?

宇宙膨胀意味着,正在远离我们银河系的物体看起来比实际更红,因为它们发出的光在传播过程中被拉长了,通过比较这种星系红移和它们与我们的距离,能估算出宇宙的膨胀速度。但这种距离通常用Ia型超新星爆发的亮度来计算——这种方法有很大的不确定性。

如果全世界多个引力波探测器探测到了来自相同中子星合并的信号,结合在一起就能估算出信号的绝对音量,揭示合并发生离我们有多远,估计信号来自哪个方向,推导出发生合并的是哪个星系。将星系红移与通过引力波测出的合并距离相比,能独立估算出宇宙膨胀的速度,还可能比现有方法得到的数据更加精确。

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