【菜科解读】

“光谱警报”方法表明，研究大质量和致密宇宙物体之间的合并有助于人们理解宇宙是如何演化的。

黑洞合并引力波发射的例子。

(图片来源: ESA)

研究人员可能已经找到了一种利用黑洞碰撞来测量宇宙膨胀速率并解开有关暗能量的一些谜团的方法。

暗能量是一种神秘的力量，推动着宇宙的加速膨胀。

黑洞的剧烈合并会产生一种“时空涟漪”，这种涟漪被称为引力波。

而上述新技术测量了这些信号在宇宙膨胀的过程中所发生的变化。

自上世纪90年代末以来，天文学家们就认识到宇宙正在加速膨胀，他们将这种膨胀速度定义为哈勃常数。

但是，当他们根据对宇宙的观测和现有的理论计算哈勃常数时，得到的值差异极大。

因此，科学家们希望利用紧密的双星黑洞并和时发生的碰撞作为“光谱警报”来提供一种哈勃常数的测量方法。

解决测量哈勃常数这个紧迫的宇宙学问题，可以更详细地揭示宇宙是如何进化的，以及它在早期的样子。

更好地理解宇宙的演化可以帮助宇宙学家解决一些关于暗能量的关键谜题。

暗能量约占宇宙物质和能量含量的68%,科学家们想要了解这种神秘的力量何时开始支配物质，以及这种转换为什么会发生。

光谱警报法的核心是引力波，一种时间和空间结构中的涟漪，它由强大的宇宙事件发射，比如中子星和黑洞等巨大致密物体的碰撞和合并就可以发射引力波。

地球上，像激光干涉引力波天文台（LIGO）、意大利的Virgo观测台和日本的KAGRA引力波探测器这样极其敏感的激光干涉仪可以测量这些微弱的引力波信号。

自2015年9月首次探测到引力波以来，LIGO及其合作仪器已经从大约100次遥远的合并事件中收集到数据。

它的每一次探测都为科学家们提供了一些合并涉及的黑洞大小的线索。

例如，第一次引力波探测源于两个黑洞的合并，每个黑洞的质量约为太阳质量的30倍。

新的光谱警报方法表明，引力波信号还可以携带其他信息。

也就是说，随着这些时空涟漪在巨大距离和长时间尺度上穿越到地球，它们的信号特性会因宇宙的膨胀而发生变化。

"例如，如果你把一个黑洞放在宇宙的早期，信号就会发生变化，它看起来会比实际更像一个更大的黑洞，"研究合作者、芝加哥大学天体物理学家丹尼尔·霍尔兹在一份报告中说道。

为了解开引力波数据中存在的宇宙膨胀率的信息，科学家需要知道信号自发射以来在太空中如何变化。

霍尔兹和他的同事认为，新发现的距离较近的黑洞可以作为评估变化的工具。

“因此，我们测量了附近黑洞的质量并了解了它们的特征，然后我们再观察更远处的黑洞，看看它们似乎发生了多大的变化，”合著者、芝加哥大学的天体物理学家何塞·玛丽亚·埃斯基亚加在报告中说道。

“这就给你一个宇宙膨胀的度量。

”

因为引力波和光一样，从源头传播到地球需要一定的时间，而探测这些来自更遥远的黑洞的合并的波让科学家们可以回顾时间。

该研究作者表示，随着LIGO和其他探测器变得更加强大，它们能够收集到更遥远的事件的引力波信号，研究人员或许有一天能够观察到发生在100亿年前的合并，即大爆炸之后约38亿年的时间——这也是研究人员认为暗能量开始主导其他物质和能量形式的时期。

"大约在那个时候，我们的宇宙从暗物质主导，转变为暗能量主导，我们对研究这个关键的转变非常感兴趣，"埃斯基亚加说。

埃斯基亚加和霍尔兹表示，测量哈勃常数的光谱警报法可能比其他技术如测量远处超新星光频率的变化更具优势。

（那些方法依赖于恒星和星系物理学，涉及复杂的物理学和天体物理学知识。

）

然而，这项新技术只依赖于爱因斯坦建立的引力模型——广义相对论，并需要使用较近的黑洞作为校准工具。

随着从碰撞的黑洞中收集到更多的引力波数据，这种校准将会得到改善。

霍尔兹总结道：“我们最好能够获得数千个这样的信号，这在几年内就可能实现，未来十年或二十年将会变得更多。

到那时，这将是了解宇宙的一种极其强大的方法。

”

BY:Robert Lea

FY: MeV

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宇宙真实年龄是多少岁

主要数据来源普朗克卫星（2013–2021）测宇宙微波背景辐射（CMB），给出：137.97 亿年（138.2 亿年）。

近年（2025）CMB 高精度测量（ACT 等）精度提高到约 0.1%，结果仍确认：138 亿年。

交叉检验最老恒星年龄：126–130 亿年（比宇宙年轻，符合逻辑）。

放射性元素衰变、高红移星系年龄（如 MoM-z14 形成于宇宙约 2.8 亿岁时）均与 138 亿年一致。

简单说教科书 / 标准答案：138 亿年更精确值：137.97 亿年所有数据都建立在大爆炸 +ΛCDM 标准模型上；

如果未来有全新模型（比如有人提出宇宙可能更老，如 300 多亿年），那还需要更多证据才能取代现在的结论。

时空弯折的终极秘境 黑洞藏着光线逃不出的边界

强大引力不断拉扯弯折空间，形成一道无形的事件视界，哪怕是宇宙中速度极限的光，一旦跨入这片范围，也再也没有办法向外挣脱逃离。

聊聊黑洞的形成本源，看懂时空弯曲的原理，便能明白光线被困的深层缘由。

广袤宇宙中，万事万物都会带来时空形变，质量越大的天体，对周边时空的弯折效果就越明显。

平日里地球、恒星带来的曲率变化十分微弱，我们很难直观察觉，光线穿行其间只会出现轻微偏移，依旧可以顺畅传播。

可黑洞截然不同，它由超大质量恒星晚年坍缩演化而来，星体内核急剧向内收拢，体积不断压缩，质量却高度汇聚，让周遭时空被剧烈拉扯扭曲。

极度密集的质量，催生出恐怖的时空曲率，空间不再保持平直状态，如同一张被重物狠狠按压凹陷的弹性薄膜，越靠近中心位置，弯折程度就越发夸张。

这种肉眼看不见的空间形变，正是黑洞一切奇特现象的根源，也构筑起专属它的宇宙规则。

事件视界便是时空弯折形成的临界分界线，没有实体轮廓，却划分出两种截然不同的物理世界。

界线外侧的时空曲率相对平缓，宇宙常规法则正常生效，光线、星际物质可以自由穿行，天体也能按照既定轨迹运转，光线能够毫无阻碍地向四面八方传播扩散。

一旦跨过事件视界，时空曲率瞬间飙升至极值，空间结构彻底扭曲塌陷。

此刻所有运动规律都会被改写，光线即便以最快速度行进，也只能顺着弯折的空间不断坠向黑洞核心，完全找不到向外逃逸的路径。

光无法逃离视界范围，也让黑洞拥有了漆黑无光的外表。

本身不会向外辐射反射光线，外界光线落入其中也尽数被束缚吞噬，没有光能抵达观测者视野，所以人类无法直接目视黑洞本体，只能依靠引力效应、光线偏折等间接痕迹判断它的存在。

时空曲率带来的束缚力，不止困住光芒，也禁锢住所有物质与信息。

任何行星、星云碎片、宇宙尘埃，不慎闯入事件视界之后，都会顺着扭曲的空间持续下坠，最终汇聚到中心奇点。

外界永远无法获取视界内部的状态变化，这里成了宇宙天然的封闭秘境。

对比普通天体就能清晰看出差距，行星、恒星的时空弯曲程度有限，物体只要达到对应逃逸速度，就能脱离引力影响。

黑洞曲率突破临界阈值，直接锁住光速运动的光线，成为宇宙中独一无二的时空牢笼。

人类依靠天文观测不断探索黑洞奥秘，从捕捉引力波，到拍摄黑洞实景影像，一步步印证时空曲率的相关理论。

这份极致弯折造就的特殊天体，不断颠覆着人们对时空的固有认知，也指引着人类持续探寻宇宙更深层次的奥秘。