宇宙の膨張は、重力波を含む時空自体を引き伸ばします。ブラック ホールが衝突するときに生成される波の伸縮は、その膨張を測定するために使用できますが、まだその容量が不足している可能性があります。
宇宙の膨張率が加速しているという発見は、宇宙論に落雷のような衝撃を与えました。それにもかかわらず、この加速の詳細はとらえどころのないままです。ダークエネルギーという名前を付けること以外に、その原因がわからないだけでなく、宇宙がどれだけ速く膨張しているか、または宇宙が進化するにつれてどれだけ変化したかについても正確にはわかりません.これらを測定するためにいくつかの方法が使用されてきましたが、それらの結果は完全には一致していません。
2 人の天体物理学者が、ブラック ホールの合体を一種の科学的タイブレーカーとして利用したいと考えています。
ブラックホールの会合によって引き起こされた時空の波紋のほぼ100が検出されました。 Jose Ezquiaga 博士とシカゴ大学の Daniel Holz 教授は、Physical Review Letters の新しい論文で、これが近くの (宇宙論的に言えば) 衝突とより遠い衝突を比較するのに十分な大きさのサンプルを構成することを提案しています。
「たとえば、ブラック ホールを宇宙の早い段階で配置すると、信号が変化し、実際よりも大きなブラック ホールのように見えます」と Holz 氏は声明で述べています。
それぞれの合体が起こった距離もわかっていれば、変化の程度から宇宙の膨張の尺度が得られます。
残念ながら、波がどの程度変更されたかを知るには、元の形状を知る必要があります。不可能な個々のブラックホールの合併について。しかし、家の近くで起こっている合併が、宇宙の「ぎこちない10代の段階」の合併に似ていると仮定できれば、状況は変わります.
「近くにあるブラック ホールの質量を測定し、その特徴を理解します。次に、さらに離れたところにあるブラック ホールがどれだけシフトしたように見えるかを調べます」と Ezquiaga 氏は言います。
もちろん、その間に他の変更があった可能性もあります。おそらく、近くの銀河のブラック ホールは、50 億年から 100 億年前に私たちが見ている銀河のブラック ホールよりも大きいか小さいのでしょう。銀河の中心にある超大質量ブラックホールを研究していれば、それはかなりありそうですが、それらの合体は非常にまれです.代わりに、私たちのサンプルは、超巨星から形成された恒星ブラックホールが互いに結合している、より一般的なケースで構成されています。宇宙が進化するにつれて、質量分布の山と谷が一貫していると仮定するのは合理的です。
遠距離での検出は困難ですが、中性子星の衝突は研究にロバスト性を追加する可能性があります。
Ezquiaga と Holz は、彼らのアプローチを「スペクトル サイレン」方式と呼んでいます。これは、波が後退する車両のサイレンのように引き伸ばされるためです。
私たちの宇宙から数十億年以内の年齢で見られる近くの宇宙は、比較的研究が容易です。宇宙のマイクロ波背景放射は、宇宙の初期の瞬間について驚くほど豊富な洞察を提供してくれますが、その間の期間を研究するのははるかに困難です。著者たちは、ブラック ホールがそのギャップを埋めることを望んでいます。
私たちの既存のサンプルが十分に機能していなくても、研究者は 6 年前に一対のブラック ホールからの重力波を検出しただけです。それ以来、進歩は急速であり、数は非常に急速に増加すると予想されます.
宇宙の膨張率を測定するための既存の方法は、他の比較的局所的な測定や宇宙マイクロ波背景放射の引き伸ばしの中で、タイプ Ia 超新星を使用しており、完全に一致する結果は得られません。これは、これらの少なくとも 1 つの背後にある物理学に対する私たちの理解が微妙に間違っていることを示唆していますが、どれがどれかはわかりません.
