科學(xué)家在黑洞觀測領(lǐng)域有了突破性的進(jìn)展，黑洞天體遍布宇宙的各個角落，他們重新啟動了位于美國的兩個引力波探測器，通過對數(shù)百個黑洞的觀測，科學(xué)家期待在數(shù)百年、數(shù)億年前發(fā)生的黑洞相互碰撞事件中發(fā)現(xiàn)引力波的釋放。太空引力波好似在海洋中穿越的波紋或波動的漣漪。人們看不見引力波和黑洞，這個強大無比的宇宙天體躲藏在遙遠(yuǎn)的黑暗世界中，在先進(jìn)探測儀器的幫助下，科學(xué)家將會發(fā)現(xiàn)它們的蹤跡，一句歌詞表達(dá)了科學(xué)探索精神的堅守，“所有的一切是為了找到它，哪怕付出生命的代價”。

兩臺引力波探測器經(jīng)過了技術(shù)更新，外形好像一個巨大的麥克風(fēng)，科學(xué)探測的使命是發(fā)現(xiàn)黑洞在相互碰撞之后留下的引力波痕跡?？ǖ戏虼髮W(xué)的物理學(xué)和天文學(xué)學(xué)院的研究人員在馬克·汗南博士的帶領(lǐng)下有了突破性進(jìn)展，建立了可預(yù)測所有潛在引力波信號的理論模型。經(jīng)過技術(shù)升級的兩臺探測器有效地檢測了微弱的引力波信號?？ǖ戏虼髮W(xué)的科學(xué)團(tuán)隊創(chuàng)新了模型，制定了“發(fā)現(xiàn)者指南”，他們將理論模型和巨大的LIGO引力波探測器協(xié)同一致，以可辨識的波形揭示黑洞相互繞轉(zhuǎn)和碰撞的奧秘。

卡迪夫大學(xué)的博士和博士后研究生加入了科學(xué)團(tuán)隊，此外，團(tuán)隊成員來自歐洲和美國的大學(xué)，世界各地的大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)，共同合作的目標(biāo)是揭示宇宙起源的奧秘。飛速旋轉(zhuǎn)的黑洞引起了黑洞軌道的搖擺，好似旋轉(zhuǎn)的陀螺在倒地之前出現(xiàn)了搖擺的現(xiàn)象，黑洞在旋轉(zhuǎn)中出現(xiàn)了搖晃現(xiàn)象，它們的繞轉(zhuǎn)軌跡顯得“狂野不羈”，從中產(chǎn)生了極端復(fù)雜的引力波信號，科學(xué)團(tuán)隊開發(fā)的模型預(yù)測了黑洞的旋轉(zhuǎn)軌跡，為科學(xué)家在探測數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)引力波信號提供了幫助。

汗南博士解釋說，黑洞的旋轉(zhuǎn)軌跡似乎完全糾纏，一團(tuán)亂麻，沒有任何線索，然而，當(dāng)設(shè)想一下黑洞繞轉(zhuǎn)的圖像時，黑洞軌跡的混亂漸漸明朗。從復(fù)雜的黑洞旋轉(zhuǎn)運動著手，他們使用了對黑洞軌跡方程式進(jìn)行描述的數(shù)學(xué)工具，黑洞旋轉(zhuǎn)的情形好似人們觀看一個坐上高速旋轉(zhuǎn)木馬上的小孩，當(dāng)小木馬人揮動手臂時，站在旁邊的人們難以分清小木馬人的動作，可能由于興奮而揮動了手臂，但人們不是站在邊上觀看，而是坐在小木馬人的旁邊，自身在旋轉(zhuǎn)時看到的小木馬人好似靜止不動，坐木馬的孩子朝人們揮揮手臂或豎豎拇指。

物理模型編進(jìn)了計算機(jī)程序，LIGO引力波探測項目的科學(xué)家應(yīng)用了計算機(jī)程序，搜索了黑洞的合并現(xiàn)象，然而，應(yīng)用計算機(jī)程序和開啟探測器不是簡單的事情，有大量的理論和實驗步驟有待完成。到目前為止，科學(xué)團(tuán)隊僅完成了相互繞轉(zhuǎn)的黑洞“近動效應(yīng)”研究，他們確定了下一個研究目標(biāo)，當(dāng)黑洞發(fā)生相互碰撞時，它們的旋轉(zhuǎn)軌跡會發(fā)生怎樣的變化。制定了階段性的研究目標(biāo)之后，科學(xué)團(tuán)隊使用了大型計算機(jī)的模擬功能，包括驗證愛因斯坦方程式在黑洞碰撞前后的有效性。

需要開發(fā)多個物理模型，收集足夠的有關(guān)黑洞質(zhì)量與旋轉(zhuǎn)率關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，全面了解黑洞復(fù)雜系統(tǒng)的總體特征。科學(xué)探索的道路曲折，前途光明，科學(xué)團(tuán)隊持有有樂觀態(tài)度，朝著解開黑洞謎團(tuán)的方向努力。隨著兩臺引力波探測器的技術(shù)升級和重新啟動，LIGO項目的科學(xué)家第一次發(fā)現(xiàn)引力波的信號也許只是時間問題，計算模型將會幫助科學(xué)家找到引力波的蹤跡，人們無從知曉最后的結(jié)果，只有耐心等待。

（編譯：2014-11-17）

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