“黑暗警报器”可能帮助了解宇宙膨胀速度，计算高精度的哈勃常数

　　近年来，宇宙学家一直面临着危机：宇宙正在膨胀，但没有人能就它离开我们的速度达成一致。

　　那是因为用不同的方式测量哈勃常数（一种描述此扩展的基本参数）产生了矛盾的结果。

　　但是，对所谓的“黑暗警报器”（一个黑洞或中子星，可以通过地球上的重力波探测器探测到其撞击但对普通望远镜仍看不见）进行一次幸运的观察，可能有助于解决这种紧张局势。

　　随着宇宙的膨胀，宇宙中的星系以与我们的距离相距甚远的速度离开地球。速度和距离之间的关系被称为哈勃常数，根据美国天文学家爱德温·哈勃（Edwin Hubble）的说法，他于1920年代首次计算了它的值。

　　通过观察当地宇宙中被称为造父变星的闪烁恒星，一些研究人员对哈勃常数进行了现代的、高度精确的测量。但是另一种方法依赖于大爆炸后38万年的光遗迹，被称为宇宙微波背景(CMB)，得出了完全不同的答案，让宇宙学家对发生的事情摸不着头脑。

　　宾夕法尼亚州立大学的物理学家索哈拉伯·博哈尼安（Ssohrab Borhanian）对Live Science说：“引力波可以为您提供一个不同的哈勃常数处理方法。”

　　当诸如黑洞或中子星之类的大质量物体粉碎在一起时，它们会使时空结构扭曲，发出引力波。自2015年以来，美国激光干涉仪重力波天文台（LIGO）和其欧洲同行处女座一直在监听如此巨大的撞击，这些撞击在它们的探测器中像小铃铛一样响起。

　　根据距地球的距离，这些事件对LIGO听起来会更大或更安静，从而使科学家能够计算出它们发生了多远。在某些情况下，这些重物的撞击还会导致天文学家可能捕捉到它们的望远镜中的闪光，从而编码有关他们离开我们的速度有多快的信息。

　　到目前为止，研究人员仅在引力波和光信号中观测到这样的事件，这是一对中子星，这是天文学家在2017年在LIGO探测器和其他望远镜中观测到的。伯哈尼安说：“尽管如此，物理学家们已经计算出了哈勃常数的值，尽管测量中的误差棒足够大，足以与闪烁的恒星和CMB的结果相重叠。”

　　他补充说：“先前的工作表明，宇宙学家需要看到大约50个类似的事件，这是相当罕见的，以便获得更精确的哈勃常数计算。”

　　黑暗警报器提供了一条可能更快的路线。此类碰撞与闪光灯无关，后者包含有关速度的所有重要信息。这些事件是通过引力波看不见的，是LIGO和其他引力波设施中最常见的信号。

　　在接下来的五年中，LIGO的探测器有望获得升级，这将使它们能够解开引力波信号的更多细节，并拾取更多的事件，包括更多的黑暗警报器。日本的Kamioka引力波探测器（KAGRA）最近也加入了美国和欧洲的设施，印度的探测器将在2024年左右投入使用。

　　Borhanian说：“有一天，该网络应该能够查明天空中暗警器坠毁的发生率是目前科学家的400倍。利用这些信息，天文学家可以在发生粉碎的确切位置识别出一个星系，然后确定该星系从地球上飞出的速度有多快。无需寻找相关的闪光灯。”

　　Borhanian和他的团队已经证明，质量特别大，重或不等的物体之间的碰撞（它们称为金色黑色警报器）将具有特别丰富的信息，生成的数据可能会很好地抑制引力波碰撞计算高精度的哈勃常数。

　　他说：“我们可以用一个事件而不是50个来做到这一点。”这也许足以使宇宙学界朝着一种测量或另一种测量动摇。Borhanian将在4月18日举行的美国物理学会4月会议上介绍他的小组的发现。

　　引力波天文学家，LIGO小组的玛雅·菲什巴赫（Maya Fishbach）说：“因为暗警笛声仅凭单纯的物理学就可以提供如此出色的距离测量。”所以它们“极其独特，极其干净和有吸引力”与工作无关。

　　她说：“该小组的结果表明，LIGO及其全球同行应该在不久的将来开始看到更多定位良好的事件。”Fishbach告诉Live Science，但其他测量可能有可能解决黑暗警报器之前的哈勃常数危机。

　　尽管如此，Fishbach仍对引力波宇宙学领域有潜力在将来回答其他基本问题感到兴奋，例如暗能量的性质和细节，即推动宇宙加速膨胀的神秘物质。