引力 - 波观察透过宇宙扩张的新光线

新出版的研究详情科学家如何制定一种使用引力波来衡量宇宙扩张率的新方法。

在“物理审查”期刊X上发布的论文中，国际研究团队概述了他们如何开发出高度先进的计算机模拟，以使用特殊类型的中子恒星来了解有关宇宙面料的更多信息。

Glasgow大学的物理学和天文学学院Christopher Messenger博士博士表示：“在爱因斯坦的重心理论中，质量加速导致引力辐射形式的能量排放 - 以光速行进的空间时间的织物中的纹波。

“科学家尚未直接检测到引力辐射，因为涟漪到达地球的时间非常弱。然而，高度敏感的探测器，如美国激光干涉仪重力波天文台（Ligo）和法国 - 意大利荷兰语处女座项目可能很快找到了引力波的第一个直接证据。

“在Ligo和Virgo预期的最可能的波来源中，virge和处女座是由中子恒星组成的天体物理二进制文件 - 在到达超新月后已经崩溃的太阳的微小，极其密集的剩余物。

“这些中子恒星失去了重力辐射的能量超过数十亿年，导致它们螺旋并合并以产生超大的中子星。我们预计Ligo和Virgo将使我们能够从这个支持过程的最后15分钟中检测到空间涟漪。“

物理学家Bernard Schutz于1986年发现，这种合并的二进制文件可用于准确测量距离星系的距离数十亿光年。

然而，衡量宇宙的扩张率及其暗物质和暗能量含量，有必要衡量距离的距离，也有必要衡量源的宇宙革码，即遥远星系从我们倒退的速度。Redshift是给出现象的名称，其中电磁辐射在具有距离的波长中增加。随着警车或救护车移动更近距离和远离观察者，繁殖的红移示例是紧急警笛的音高的明显变化。

直到最近，据信单独的引力波观察不会决定它们来源的宇宙革散。

Dr Messenger补充说：“我们第一次所示的是，在二进制由中子恒星由中子恒星组成的特殊情况下，可以使用仅使用引力波来测量距离和宇宙的红移。

“我们使用了数月的数值模拟来运行最先进的计算设施，以准确地模拟这种系统的动态并计算发出的重力辐射。这些高度准确的模拟使我们能够识别来自超大规模中子星的引力波信号中的特征频率。“

研究人员表示，他们已经示出了如何在合并之前和之后测量特征频率，以及与数值模拟的真实值的先验知识一起使得可以直接从重力波观测中提取红移。首先，他们证明了合并后信号的宇宙学应用，并且可以由二进制中子星合并信号制成的红移测量。

Messenger Dr说：“我们所表明的是，理论上可以测量宇宙源的红移。为了在实践中实现这一目标，我们需要更复杂的中子恒星的合并动态模拟。例如，我们不知道中子恒星的内部结构，并且必须详细地理解中子恒星的内部结构，以便我们从引力波观察中推断出红间。“

来自德国Max Planck Gravitational物理学和歌德大学的研究人员，美国加州技术研究所和威尔士的加拉夫夫大学也为本贡献。

出版物：C. Messenger等，“来自Bigitational-Wave-Walgations的”源红移“的二元中子星兼并，”物理。2014年10月8日，X 4,041004，2014年10月8日; DOI：10.1103 / physrevx.4.041004

研究报告的PDF副本：来自二元中子星形兼并的引力波观察的主持人红移

图像：美国宇航局