黑洞会发出如何的声息？科学家们用“凝听”探索寰宇新诡秘

发布日期：2025-07-12 05:10    点击次数：69

近日，在海拔4700米的四川稻城无名山上，不雅天新“利器”——2.5米大视场高分辨率太阳千里镜（WeHoST）厚爱落户，预测2026年底完成配套方法诞生。如今，科学家们正在用“凝听”的步地探伤寰宇，这些“声息”并非传统道理上的声波，而是电磁波、引力波等物理信号。“凝听”寰宇究竟是如何回事？

更大口径的用具来了

据了解，WeHoST是大众最大的轴对称太阳千里镜，当今，千里镜践诺行将建造达成。之是以不雅测台址选在海拔4700米的四川稻城无名山上，是因为当地领有优良的大气宁静度和太阳不雅测条目。

打个譬如，显微镜天然能看到细菌，但镜中视线并不大，有所局限。不雅测太阳亦然如斯。当今已有的太阳千里镜，天然大要明晰不雅察到太阳名义小轨范的雅致结构，但对究诘太阳活动区和太阳爆发活动来说远远不够。

而WeHoST主镜口径达2.5米，不雅测视场扩大了三到四倍，能覆盖总共太阳活动区。这么，从更宏不雅的视角不雅察，能更全面掌抓每一次太阳爆发活动的细节。

WeHoST不错通过平面反光镜变嫌光路，不到10分钟就能完成昼夜光路切换。这也决定了它与常见的大口径天文千里镜不同，科学家们预测，WeHoST的这种快速反馈才能有望为我国“时域天体裁”带来新发现。

时域天体裁是什么

那么，“时域天体裁”究竟是什么？

在了解这个问题之前，咱们先来“听听”黑洞的声息。

它听起来有点像烟花炮竹的声息，先是“砰”的一声，然后响起“嗡嗡”的布景声，但很快这些声息被像是冲击波的声息所取代，还伴跟着一些立时的“哔哩”声。

烟花炮竹声是黑洞的声息，像冲击波的声息是光的回声，立时“哔哩”声是单个恒星的声息。天然，这并不是现实入耳到的黑洞声息，而是好意思国国度航空航天局创建的声景，仅仅用声息来露馅千里镜探伤到的天际数据和信息。

连年来，天体裁家越来越意志到“倾听”寰宇声息的诸多公正，他们正讹诈一种全新的可听化技巧，将天体物理学的数据升沉为音频信号，讹诈声波来惩办天际传来的信息，以发现更多的寰宇天际的诡秘。

这种对数据的“可听化”惩办，是天体裁的一项分支，亦然新兴范围，被称为“时域天体裁”。它的究诘对象包括超新星、引力波、超大质料黑洞并吞恒星等快速变化的天体状态，是对天际中相对较短时代轨范上发生变化的瞬态物体的究诘。比如，一颗快速旋转的中子星的闪光只可持续几秒钟。

“中国天眼”全称500米口径球面射电千里镜，英文缩写为FAST，是我国自给自足筹谋并建造的寰宇最大的单口径射电千里镜。图为夜空下的“中国天眼”。

凝听寰宇来自不测发现

最早以“凝听”的步地在寰宇探索中有所阻碍来自一次不测的新发现。

1931年，好意思国物理学家、无线电工程师卡尔·古特·詹斯基讹诈我方制造的旋转天线，无意入耳到了持续连接的“嘶嘶”声，这种声息最终被发现是来自星河系中心的无线电波。射电天体裁由此起步。

天体裁家们确切有益志地倾听寰宇之声始于20世纪70年代。1979年，当“旅行者1号”飞越木星的卫星传回数据时，好意思国爱荷华大学的唐纳德·格内特从监听信号中识别出了低频无线电波。数年后，他和共事们用声波来永诀“旅行者2号”穿越土星环时出现的问题。

2004年，格内特将从“卡西尼号”任务（对土星系进行空间探伤）中获取的数据升沉为声频信号，不仅发现了土星上的闪电，还在土星极光区域发现了电子发射。这时，他敏锐地意志到，探索天际奥密，“倾听”数据信息比光看数据灵验得多。

借助可听化技巧，天体裁家不错从充斥着嘈杂布景声的寰宇信息中发现幽微信号。引力波即是一个很好的例证。2015年，东谈主类初度探伤到双黑洞合并产生的引力波，这相等于“听到”两个黑洞碰撞时寰宇发出的“嗡鸣”声，尔后又屡次探伤到中子星合并等事件的引力波信号，为究诘寰宇演化提供了全新视角。

给寰宇拍“生涯vlog”

迄今为止，天体裁中好多出东谈主料念念的巧合发现王人是对瞬变状态的探伤后果，究诘寰宇中的瞬变经过也就成为发现寰宇奥密的最好步地之一。

比如，斯隆数字巡天是历史上最自利自为、最具影响力的巡天使志之一，该神志使用2.5米口径专用千里镜赢得了数百万星系、类星体和恒星的光谱。

自2023年起，智利的薇拉·鲁宾天文台每周王人要对总共南部天际进行一次扫描，这一被称为“时空遗产探访”的神志将持续十年，为的是在天际中寻找瞬态闪光和耀斑。

澳大利亚一个名为“更深、更宽、更快”的神志启动讹诈声波来监测瞬变天文状态，该神志调解了大众及天际中的30多个千里镜方法，已在星河系中发现了数千次瞬变状态。

从2023年起，我国的墨子巡天千里镜厚爱开启天文巡天不雅测究诘，它是收尾当今大众成像巡测才能最强的大视场光学巡天千里镜。它具有2.5米的大口径，可网罗到来自远方寰宇深空的光子；配备大面阵7.65亿像素高分辨率拼接CCD（即电荷耦合器件）探伤器；具有6.5广泛度的大视场，可通过对并吞天区的高频次反复扫描，捕捉稍纵则逝的天文状态。

若是把传统天体裁比作给恒星、星系拍“静态写照”，其时域天体裁即是用秒级甚而毫秒级的频率，纪录它们的“生涯vlog”——比如超新星爆炸时像蓦地被点火的烟花，中子星自转如永束缚歇的脉冲灯塔，伽马射线暴则像寰宇深处霎时闪过的“闪光灯”。

时域天体裁就像给寰宇装上了“高速录像机”，专门捕捉天体随时代变化的“动态剧情”。这种时代维度的不雅测，让东谈主类能从“寰宇电影”里解读出更多掩盖的物理规章。

图为星空下的国度天文台阿里不雅测站。平均海拔4500米的西藏阿里，因其恬澹洁净的大气条目和极高的海拔高度，成了天体裁家放眼星辰大海、考查远方寰宇的理念念之地。

仍有技巧瓶颈待阻碍

事实上，关于时域天体裁的究诘并非一帆风顺，仍有好多需要阻碍的技巧瓶颈。

当代时域天体裁不雅测需要开采视场有余大、反应有余快、曝光有余深、波段有余宽。而关于快速射电暴、引力波事件、伽马射线暴等持续时标极短（毫秒到小时量级）的高能暂现源，现存开采难以作念到快速捕捉和精准不雅测。

另外，不雅测寰宇需要调解从空间到大地不同电磁波段、不同寰宇信使的探伤器，从而开展协同不雅测。但当今各不雅测方法之间的同步和配合机制尚不完善，数据交融和分析也濒临挑战。

时域天体裁不雅测会产生大宗的数据，如何快速、高效地惩办和分析这些数据，从中索取有价值的信息，亦然一个首要的技巧瓶颈。比如，如何开发更先进的数据惩办算法和软件，以升迁数据惩办的速率和精度。

这些技巧瓶颈，恰是科学家们今后一段时代亟待攻克的目的之一。但无论如何，时域天体裁王人给了东谈主类这么的契机，通过“凝听”顷然即逝的寰宇电波，去探索深广而深沉的星际萧疏。

（题图照为霞光中的“中国天眼”。本文图片开头：新华社）

苏唯 筹谋