利用引力波探測黑洞合并已成為天文學研究領域的一個新方向。

5月9日 據國外媒體報道，天文學研究領域的一個新方向是利用引力波探測黑洞合并。

此前，天文學家觀測宇宙只有一種方式，就是利用電磁頻譜。引力波能幫助我們追溯到更古老的宇宙，看到比從前更深的宇宙空間。第一代引力波探測器堪稱最精密、最靈敏的監測設備，能夠探測到空間運動。現在，科學家們則能夠通過更為先進、靈活的探測技術，用現有引力波探測器監測黑洞合并。

我們肉眼是無法看到黑洞，那我們該怎么判斷我們的理論是否正確呢？天體物理學家則希望通過監測黑洞碰撞來獲取相關信息。最初，我們希望利用一個黑洞來測量另一個黑洞。當然，現在我們都知道，黑洞之所以被稱為黑洞，就是因為它不會發出任何形式的光。所以科學家現在已轉變了思路，不再去直接搜尋它們，而是改去監聽黑洞碰撞過程中釋放出的引力波。

盡管科學家已能夠清晰地探測到一次黑洞合并，可每一次合并的具體細節則完全不同，這些細節則隱藏于背景探測器噪音中。換而言之，所有的黑洞合并看起來都非常相似。唯一的變數就是正在合并的黑洞的質量。

在這樣的條件下，研究人員有兩種選擇。選項之一就是，等待更為先進的探測器；第二選項則是利用更為靈活的方式來組合不同黑洞合并的信號。然而有的人則是一直在抱怨，苦苦等待長達20年，這其中包括一些天體物理學家。更多的人則開始著手研究怎么組合來自不同黑洞合并的信號，以解決探測器噪音問題，從而將隱藏于其中的合并細節呈現出來。

當兩個黑洞開始死亡螺旋時，它們會釋放出引力波，最開始振幅和頻率都相當低。隨著兩個黑洞逐漸靠近，這種振幅和頻率都在快速升高。接下來，到了合并點，這種信號急劇衰退。在黑洞合并事件發生的臨界點，引力波釋放，就如同開場鈴聲響起。這個鈴聲有一個主調，也包括許多泛音。在一次黑洞合并事件中，泛音要比主調弱得多，且更加難以探測。所以在組合信號時，不可將泛音錯誤地組合進去。倘若這樣做，就相當于在提高信號強度的同時，也毀了這組信號。科學家需要每一聲調的相位，就為了解決信號組合問題。想要知道這個相位，就必須進行測量。可探測器的敏感度不夠，難以測量這種相位。當然，倘若探測器足夠敏感的話，那就沒必要組合這種信號了。研究人員通過建模，模擬了黑洞合并信號，并向其中添加了由激光干涉引力波觀測站預測的設備噪音數據。然后，他們利用這種信號去估測每一次合并的主調和第一個泛音的相位和頻率。這些信號再被用來進行匹配。

有人覺得這種方法能行嗎？科學認為，答案是肯定的。根據人工數據集，研究人員估測，激光干涉引力波觀測站有28%的概率探測到黑洞合并鈴聲的首個泛音。可在采用上述方法后，這一概率提高到97%。

這樣的結果只能作為一種參考，因為研究人員測算的前提是假設一年中能夠觀測到多少次黑洞合并。盡管目前這種觀測到的黑洞合并機率很小，可上述方法仍不失為一種較為先進的方法，可能最終能夠增強信號并剔出泛音。