那40%的速度可不是闹着玩的,两颗高速旋转的中子星释放的引力波,可能会给我们看一眼它的内部,这是伊利诺伊大学的尼古拉斯·尤尼斯他们的最新想法。他在声明里提到,现在能通过双中子星合并时留下的潮汐痕迹,去搞清楚里面到底有没有夸克核,或者是不是发生了什么未知的相变。阿比希谢克·赫加德也加入了进来,他现在是普林斯顿大学的。 牛顿的老理论里有完整的模态模型,这是因为那时候的物体不会太快丢失能量。但这次在研究中,爱因斯坦的广义相对论就显得很复杂了,因为引力波一直在带走能量。赫加德的解决办法是把每个中子星都当成单独的个体来处理,只看它受到的潮汐力影响。他们还把恒星分成不同的区域,分别找出强引力和弱引力下的解。 为了抵消引力波带来的能量损失,他们把辐射效应剔除了,这样一来就证明了在广义相对论里也能像牛顿物理学那样做分析。最后的结果显示,这些振动的模式会被完整地烙印在引力波的频率里。 这项研究现在还只在理论层面上。IT之家3月16日的消息提到,Space也报道了这事。他们的论文已经发表在《物理评论快报》上了。虽然现在的探测器还够不着高频段的数据,但尤尼斯觉得下一代设备肯定能做到。 这两颗中子星合并前绕转时的高速运动,把爱因斯坦的广义相对论推到了极限。普通物体的振荡可以用阻尼谐振子来描述,但双中子星就不行了。“如果没有完整的模态集合,”尤尼斯说,“建模时很可能会漏掉关键信息。” 尤尼斯把这看作一次机会:我们不仅能窥探大质量恒星超新星爆发后的致密残骸内部到底是什么样子,还能借助这种极端环境来验证宇宙大爆炸初期夸克-胶子等离子体的状态。因为除了粒子加速器实验外,地球上能存在这种物质的地方只有这里。 这些致密天体的直径跟一座城市差不多大,质量却数倍于太阳。内部巨大的压力把原子压碎成了基本粒子,质子和电子挤在一起变成了中性的中子汤。再往核心深处走情况更吓人,极端的引力甚至能把中子进一步打碎变成夸克和胶子。 现在尤尼斯和赫加德的团队认为他们找到了门道:通过解析这些频率来解读结构。“当它们相互靠近时,”赫加德说,“形变程度取决于恒星内部的物质构成。” 这是破解中子星内部奥秘的最佳机会。这种双中子星系统沿椭圆轨道相互绕转、最终碰撞并合并形成千新星的过程中会释放引力波。研究团队已经找到了新的方法:解析这些频率就能看懂内部结构。