伯明翰大學的研究人員表示，檢測超低頻引力波的新方法可以與其他不太敏感的測量方法相結合，以提供對我們宇宙早期發展的新見解。引力波--愛因斯坦時空結構中的漣漪，以光速穿過宇宙，具有各種波長，或頻率。科學家們還沒有設法探測到極低的"納米赫茲"頻率的引力波，但目前正在探索的新方法有望很快確認第一批低頻信號。

主要的方法是使用射電望遠鏡，利用脈沖星--這種充滿了“異國情調”的死星，以非同尋常的規律性發出無線電波脈沖，來探測引力波。例如，NANOGrav合作項目的研究人員利用脈沖星對分布在我們整個銀河系的毫秒級脈沖星網絡或陣列的旋轉周期進行精確計時，這是天文學家對一個完美時鐘網絡的最佳詮釋。這些可以用來測量引力波在宇宙中傳播時引起的零星變化。

然而，是什么產生了這些信號，這個問題還沒有確定。伯明翰大學引力波天文學研究所的科學家們認為，僅使用脈沖星計時陣列(PTAs)的數據來確定一個答案將是非常困難的。

相反，在今天(2021年10月18日)發表在《自然-天文學》上的一封信中，他們建議將這些新數據與其他項目(如歐洲航天局的蓋亞任務)的觀測結合起來，將有助于對我們宇宙最早時期仍然存在的不同信號進行拆分和解釋。

關于超低頻引力波的主要理論是，它們是由位于合并星系中心的超大質量黑洞群引起的。當星系合并時，它們的中心黑洞會配對，形成雙星并產生引力波。在這種情況下，PTA對引力波的探測將為研究星系的組裝和生長的天體物理學提供令人興奮的新方法。

但也有其他的可能性。納米赫茲引力波可以講述我們新生宇宙的故事，遠在星系和黑洞形成之前。事實上，有人提出，極低頻率的引力波信號可能是在大爆炸后不久由其他過程產生的;例如，如果宇宙在正確的溫度下經歷了物理學家所說的相變。

主要作者克里斯托弗-摩爾博士說。"最近，NANOGrav可能已經看到了使用脈沖星計時陣列的引力波信號的第一個初步暗示，我們預計未來幾年將是這種類型科學的黃金時代。對這些信號的各種解釋是令人興奮的，但也是一個迷宮。我們需要一種方法來區分不同的可能來源。目前，僅靠脈沖星定時陣列數據是非常困難的"。

共同作者Alberto Vecchio教授說。"脈沖星計時陣列可能會對古代宇宙學過程提供前所未有的洞察力。開發復雜的方法來解釋這些見解將意味著我們可以真正開始了解我們的宇宙是如何形成和形成的"。

關鍵詞： 新方法 引力波 超低頻 研究人員