雙黑洞“無間道”繞轉生成引力波

科學家在黑洞觀測領域有了突破性的進展，黑洞天體遍佈宇宙的各個角落，他們重新啓動了位於美國的兩個引力波探測器，通過對數百個黑洞的觀測，科學家期待在數百年、數億年前發生的黑洞相互碰撞事件中發現引力波的釋放。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的黑暗世界中，在先進探測儀器的幫助下，科學家將會發現它們的蹤跡，一句歌詞表達了科學探索精神的堅守，“所有的一切是爲了找到它，哪怕付出生命的代價”。

兩臺引力波探測器經過了技術更新，外形好像一個巨大的麥克風，科學探測的使命是發現黑洞在相互碰撞之後留下的引力波痕跡。卡迪夫大學的物理學和天文學學院的研究人員在馬克·汗南博士的帶領下有了突破性進展，建立了可預測所有潛在引力波信號的理論模型。經過技術升級的兩臺探測器有效地檢測了微弱的引力波信號。卡迪夫大學的科學團隊創新了模型，制定了“發現者指南”，他們將理論模型和巨大的LIGO引力波探測器協同一致，以可辨識的波形揭示黑洞相互繞轉和碰撞的奧秘。

卡迪夫大學的博士和博士後研究生加入了科學團隊，此外，團隊成員來自歐洲和美國的大學，世界各地的大學和研究機構，共同合作的目標是揭示宇宙起源的奧秘。飛速旋轉的黑洞引起了黑洞軌道的搖擺，好似旋轉的陀螺在倒地之前出現了搖擺的現象，黑洞在旋轉中出現了搖晃現象，它們的繞轉軌跡顯得“狂野不羈”，從中產生了極端複雜的引力波信號，科學團隊開發的模型預測了黑洞的旋轉軌跡，爲科學家在探測數據中發現引力波信號提供了幫助。

汗南博士解釋說，黑洞的旋轉軌跡似乎完全糾纏，一團亂麻，沒有任何線索，然而，當設想一下黑洞繞轉的圖像時，黑洞軌跡的混亂漸漸明朗。從複雜的黑洞旋轉運動着手，他們使用了對黑洞軌跡方程式進行描述的數學工具，黑洞旋轉的情形好似人們觀看一個坐上高速旋轉木馬上的小孩，當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，可能由於興奮而揮動了手臂，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。

物理模型編進了計算機程序，LIGO引力波探測項目的科學家應用了計算機程序，搜索了黑洞的合併現象，然而，應用計算機程序和開啓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。到目前爲止，科學團隊僅完成了相互繞轉的黑洞“近動效應”研究，他們確定了下一個研究目標，當黑洞發生相互碰撞時，它們的旋轉軌跡會發生怎樣的變化。制定了階段性的研究目標之後，科學團隊使用了大型計算機的模擬功能，包括驗證愛因斯坦方程式在黑洞碰撞前後的有效性。

需要開發多個物理模型，收集足夠的有關黑洞質量與旋轉率關聯的數據，全面瞭解黑洞複雜系統的總體特徵。科學探索的道路曲折，前途光明，科學團隊持有有樂觀態度，朝着解開黑洞謎團的方向努力。隨着兩臺引力波探測器的技術升級和重新啓動，LIGO項目的科學家第一次發現引力波的信號也許只是時間問題，計算模型將會幫助科學家找到引力波的蹤跡，人們無從知曉最後的結果，只有耐心等待。

（編譯：2014-11-17）