层层涟漪具有不同震荡频率
层层涟漪具有不同震荡频率虽然新生黑洞很可能产生了它自己的引力波，但科学家们认为，在两个黑洞最初碰撞的喧闹声中，它的信号“声音”太微弱，无法解读。然而，研究团队找到了一种新的方法，可以在信号到达峰值后的瞬间提取出黑洞的“声音”。研究小组通过数据模拟，发现当信号到达峰值后，还存在着一种“弦外之音”——一组响亮而短暂的“声音”。当他们将这种“弦外之音”纳入考量，重新分析信号数据后，发现他们可以成功地分离出来一种新的“声音”模式，一种新生黑洞发出的“声音”。研究人员将这种新技术应用于对GW150914的实际观测数据，分析表明，信号峰值后的几毫秒里，至少存在一种频率更低、衰减更快的“弦外之音”，并确定了两种不同的“声音”模式，每一种“音调”和衰减数据都来源于新生黑洞。通过数值模拟，科学家们计算出了引力波的演化过程，进而确定了黑洞的质量和自旋。科学家们还利用信号峰值之后的“声音”特征，确定了新生黑洞的质量和自旋。“我们检测到由多个频率组成的整体引力波信号，这些信号以不同的速率逐渐消失，就像构成声音的不同音高一样。”该论文的第一作者、美国麻省理工学院的研究人员伊西表示，“每个频率或音调都对应于新黑洞的振动频率。”黑洞为何会发出不同振动频率的引力波？南京航空航天大学副教授李晋斌介绍，黑洞合并初期产生的引力波，就像向湖中投出一枚石子，石子的震荡在湖面形成不同的涟漪，不同的涟漪有不同的振动频率，最初的震荡最剧烈也最快，此时传递的能量也最大。“此前科学家对于黑洞较平静时的研究较多，对于其合并初期的研究较少，部分原因是以前科学家认为强引力波的振动是来自于很多非线性的模式混合，难以分析、提取，但此次的研究中，‘声音’其实是线性叠加，可以把不同的振动频率分开研究。”李晋斌说。
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