“平方公里阵列”——有史以来最大的射电望远镜——的建造工作已经开始。它的大量天线分布在澳大利亚和南非两大洲，将提供前所未有的能力来仔细检查来自宇宙最深处的最微弱的无线电信号。

在天文学中，一个更大的仪器通常(但不总是)意味着一个更好的仪器。平方公里阵列是射电天文学中最大的阵列。然而，一些天文学家将把它变成一个更大的望远镜——实际上有几千光年那么大——用来观察一种完全不同的辐射:超低频引力波。

引力波是时空的涟漪，以光速在宇宙中传播。被加速到接近光速的黑洞是理想的来源，例如当其中两个物体配对并在紧密轨道上相互环绕时。1916年，爱因斯坦预言，引力辐射是他广义相对论的一个基本结果，一个世纪以来，它基本上被遗忘了，但在2016年2月，它成为了世界上几乎所有报纸的头版。

如果我们能从这些宇宙舞蹈中观察到引力波，我们就能建立一个全新的宇宙演化地图，这个地图被神秘所包围。我们需要一种新型仪器来做到这一点，因为从地球上的探测器上基本上无法观测到大质量黑洞的辐射，因为它的频率太低了。

阿尔贝托·维奇奥教授，伯明翰大学引力波天文研究所所长

LIGO(激光干涉引力波天文台)刚刚报告了对引力波的首次观测，伯明翰大学的研究人员对这一发现做出了许多贡献。LIGO探测到的微弱信号的来源是两个黑洞的合并，每个黑洞的质量约为太阳的30倍。这标志着我们现在所知的引力波天文学的开始，它不是用光，而是用引力辐射来描绘宇宙。自第一次探测以来，已经有很多，到目前为止几乎有100个，它们正在彻底改变我们对天体物理学和基础物理学中许多现象的理解，而我们才刚刚开始。

我们现在想用引力波来绘制生活在大多数星系中心的数百万到数十亿个太阳质量的黑洞的数量，就像我们自己的星系一样。

有证据表明，在宇宙历史的早期，大质量黑洞已经处于星系的核心。我们还知道，在宇宙的生命周期中，星系经常相互作用和合并，所以大质量黑洞的双星也应该形成，通过引力波消散能量，最终合并。

如果我们能从这些宇宙舞蹈中观察到引力波，我们就能建立一个全新的宇宙演化地图，这个地图被神秘所包围。我们需要一种新型仪器来做到这一点，因为从地球上的探测器上基本上无法观测到大质量黑洞的辐射，因为它的频率太低了。我们需要进入太空，但即使在那里，事情也没那么简单。制造这种仪器的方法已经有四十多年的历史了，方法如下:制造大量非常稳定的时钟;把它们送入太空，远离地球，那里有各种各样的引力干扰;改造时钟，使其在每一次滴答声中不断向地球发送非常尖锐的光脉冲;测量每个脉冲到达地球的时间。当光在空间和时间中传播时，引力波的存在会以一种特有的方式影响它的路径:有些脉冲会晚一点到达(大约十亿分之一秒)，有些则会早一点到达。在没有引力波的情况下，这些脉冲的预期到达时间与记录到达时间之间的差异带有引力波的指纹。瞧，你刚刚建造了一台望远镜，用来观测超低频引力辐射，而这种辐射从来没有人观测过。

反对这个计划的一个相当明显的理由是，它似乎根本不可行。然而，每个星系，包括我们自己的星系，都装配了许多非常稳定的“天文钟”。它们被称为射电脉冲星。它们的质量与太阳的质量相当，半径只有10公里——相当于一个城市的大小。它们几乎完全由中子组成，每秒可旋转1000次。它们巨大的磁场会产生一束射向地球的无线电波，如果它恰好沿着光束路径，每旋转一次。它们就像宇宙灯塔:每一次旋转都是时钟的滴答声，它非常稳定，尽管不是完美的。

利用现有的射电望远镜，我们已经发现了2000多颗这样的射电脉冲星，其中大约有100颗我们可以精确地“计时”。这就是所谓的“脉冲星定时阵列”:一个超低频引力波望远镜。伯明翰大学是欧洲脉冲星定时阵列(EPTA)的一部分，该阵列与北美(NANOGrav)和澳大利亚(PPTA)的同行一起组成了国际脉冲星定时阵列。最近数据中出现了一些有趣的特征。也许我们只是不够了解时钟。也许有一些引力波信号开始从噪声中爬上来。如果后者是真的，那么宇宙有什么秘密呢?为了找到答案，我们需要更多的脉冲星，更好的计时精度和更高的灵敏度:我们需要一个更大的望远镜，平方公里阵列。

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。