年代速度应该像一个装满快艇的湖一样被以光速向各个方向冲来的引力波所纵横交错。这是因为任何加速度，任何质量，都会产生引力波。当你的手臂在空气中急速移动时，你发射的引力波将永远传播下去。地球绕太阳运行时会产生引力波。旋转或相互碰撞的黑洞也是如此。
每一个加速的质量都会产生一个信号，所有这些信号加在一起就会形成一个可检测的背景。
那么它在哪里呢?多年来，科学家们一直试图调谐到静止的引力波背景噪音的嗡嗡声。一项使用遥远脉冲星计时的实验已经进行了十多年，旨在寻找由超大质量黑洞对造成的部分背景。但他们一点也没听到。
然后，今年年初，激光干涉仪重力波观测台（Ligo）实现了单一重力波事件的阳性检测，由较轻，恒星 - 质量黑洞的合并产生。脉冲星定时实验的更微妙的使命及其对背景的搜索似乎被淹死了。毕竟，它们具有零生物结果。
但有时沉默意味深长。
G引力波有不同的频率，就像光波一样。它们的频率是基于它们的运动——在一年轨道上运行的物体，无论它们的质量如何，都会产生频率相同的波(尽管较轻的物体会产生振幅较低的波)。
一些引力波来源很强，足够接近，科学家可以拿起个别事件，如200-Hertz频率“Chirp”这个2月在利加戈检测到的200-Hertz频率“Chirp”，这发生在两个黑洞约30倍的阳光的30倍的阳光下合并时进入一个。其他人遥远，难以单独地解决近轨道，注定到合并的超大分离的黑洞，这可能比太阳大的数十亿次，并且往往是数十亿的轻微距离。这些在聚集体中，应以远低于Ligo可以接收的频率创建恒定的背景。
“想象一个引力波背景就像海洋的表面一样，我们在船上的地球上。”
1967年夏天，天文学家乔斯林·贝尔第一次看到了信号，这给了科学家们必要的工具来监听这一背景。她一直在用射电望远镜寻找遥远的星系，当她的数据中一个峰值超过基线噪声时，一个无线电波脉冲每1.3秒重新出现一次。心电图显示心跳稳定。她被这个常客弄糊涂了blip-blip-blip它。她所知道的唯一物品可以产生如此快速，可靠的信号是合成的。她和她的顾问，安东尼·乐教，半开玩笑地建议他们正在看一下从外星人的消息，并被称为“小绿人”的无线电波的来源。
不过，天文学家很快发现，这个信号来自一种几乎和外星人一样奇怪的东西——中子星。中子星是一颗城市大小的恒星，主要由被挤压的近距离中子组成，这些中子是超新星爆炸后留下的残留物。大约在贝尔发现她的奇怪信号的时候，两位天文学家——佛朗哥·帕西尼和托马斯·戈尔德注意到，一个被磁场包围的旋转中子星可以发射辐射(尽管，直到今天，科学家们还不能解释所有的细节)。戈尔德将这一发现与贝尔的发现联系起来，解释了自旋如何周期性地将一束辐射指向地球，使我们的望远镜出现脉冲信号。
中子星每秒可以旋转数百次，同时将光束扫过太空。如果这些光束恰好与地球对齐，它们就会像遥远的灯塔一样短暂地照亮我们的星球。1968年，科学家们发现了第二个脉冲源，这一联系得到了证实:它位于蟹状星云的中部，蟹状星云是超新星爆炸后留下的气体。
Pulsar时钟非常可靠。因为它们是如此密集，所以球形，并且具有如此多的旋转动力，几乎没有什么可以改变它们的旋转速度。他们的灯塔扫描的时间非常不变，赢得了绰号“自然最佳时钟”。最精确的 - 这也是最快的，被称为毫秒的脉冲星 - 仅仅每年少量皮秒慢慢地慢慢地旋转。相比之下，最精确的原子钟创造了一年的损失了大约66个皮秒。
到1979年，天文学家已经意识到他们 - 或者，在未来的其他人中有更好的望远镜 - 可以使用这些奇怪的超精确时钟来检测引力波。佛罗里达大学的Steven Detweiler在缅甸州立大学的苏醒斯维尔和米卡尔·瓦西里埃西省Sazhin独立地发现了，如果引力波通过脉冲星或地球，脉冲星排放到达地球的排放量会发生变化。天文学家不会得到tick-tick-tick按照他们预期的超规律间隔。
“如果引力波穿过脉冲率，它会改变对该脉冲线的有效距离，来回摇摆，”莫尔加敦西弗吉尼亚大学Maura Mclaughlin说，以及前椅子的引力波浪观测站（nanograv）。这改变了排放的旅行有多近，当他们到达我们的星球时。如果波浪穿过地球，就会发生同样的事情。
对于几百亿个太阳质量的超大质量黑洞对，在几亿光年之外，一毫秒脉冲星的脉冲到达时间会发生微秒的变化。但大多数这样的双星预计会离得更远，质量也更小，而且歪斜仅为几十纳秒或更小。在Detweiler和Sahzin的时代，望远镜仪器无法那么快地接收和输出数据;计算机不能存储和处理tb级的输出;还没有人发现毫秒脉冲星。他们需要别的东西。
我1982年，喷气推进实验室的罗纳德·海林斯和加州理工学院的乔治·唐斯在帕萨迪纳取得了突破:他们建议科学家们同时观测大量脉冲星，并利用它们的晚到和早到的集合来一次性检测整个嘈杂的引力波背景，而不是单个的扰动。他们模拟了在宇宙中嗡嗡作响的静态背景如何在一群脉冲星的光点中出现，科学家后来称之为“脉冲星计时阵列”。
尝试描绘了它，旨在提出加州帕萨迪纳加州理工学院的Chiara Mingarelli。“你可以想象一个引力波背景就像海洋的表面一样，”她说。“我们在船上的地球上，我们在这个引力海洋中向上下来。”
脉冲星是如此，但在海上的浮游生看起来像纯粹的噪音，McLaughlin说：“因为他们都在不同的时间发生，因此不相关。”
它不仅仅是单独的物体，就像Ligo检测一样 - 但也是整个银河系的形成和演变。
但是从地球上蹦蹦跳跳，却吵闹，有一些结构。这种结构是映射的地点和下降。当引力波制作地球鲍勃时，它们会改变闪光的到达全部脉冲脉同时。引力波在一个方向上挤压，压缩时空，在另一个方面伸展，伸展。想象一下，沿着南北线，空间凝结。与此同时，东方扩大。我们天空中北方方向的两个脉冲星会在其薄层的时机中显示出类似的加速，东方方向上的两个脉冲线将具有类似的放缓。
下降和下降揭示了这些迟到和早期的抵达应该与脉冲星蔓延到天空中。使用他们的预测签名和脉冲脉冲，科学家们能够在看单一脉冲节上获得敏感性。当现在调用签名信号时，即将到来的地点曲线，仍然是天文学家今天的寻找。然而，在地下和沮丧的工作时，这项技术不够好，天文学家没有发现任何超精确的毫秒脉冲线。“没有办法，”麦克劳林说。他们需要将他们的技术埋入一个时间胶囊，以便未来找到。
但他们也意识到了新科学的潜力。没有人接近直接检测引力波，利波不会收到12年的第一个资金。Pulsar天文学家在成为第一个被证明是不怀疑存在的引力波的镜头射门。最重要的是，他们可以使用那些引力的波浪来了解宇宙如何成为它的方式。他们知道如何对信号敏感，他们知道计算机将达到所需项目的加工速度。
在整个80年代和90年代，人们继续对引力波的背景进行研究。麦克劳克林说:“但他们并没有全力以赴，因为我们还没有达到能够真正进行探测的水平。”
挑战科学家重新考虑他们关于星系形成的概念可能会带来有趣的新科学。
但随着多年来，望远镜仪器获得了更多的加工能力。新的pulsars堆积起来。虽然天文学家在20世纪80年代在20世纪80年代迈出了四毫秒的脉冲线，而在20世纪90年代，他们在2000年代越来越多地发现了31人，而且在2000年至2010年之间有65次。他们从那时到来已经发现了150岁，将总量达到250。
2005年，杜克曼彻斯特澳大利亚望远镜国家设施决定是时候采取行动。他和他的同事们创立了第一个脉冲线搜索背景引力波：Parkes Pulsar时序阵列。在新南威尔士州使用牧师设有209英尺帕克斯望远镜，这往往蜿蜒蜿蜒蜿蜒蜿蜒，团队开始搜索。他们收集了Blip后，从最精确的脉冲星中的20个，看着它们喜欢机场出发/抵达屏幕，寻找地点曲线。
同年晚些时候，天文学家在更远的北方组成了欧洲脉冲星计时阵列(European Pulsar Timing Array)，在德国Effelsberg用五个不同的望远镜捕捉脉冲星无线电波;英国柴郡;Nancay、法国;Pranu Sanguni、意大利;以及荷兰的韦斯特博克。每颗脉冲星的直径都在210到330英尺之间，直到今天它们仍在运行，与18颗高精度脉冲星保持同步。因为一天只有24小时，而且大多数望远镜并不是一直都是脉冲星，有更多的望远镜参与进来可以让天文学家通过仪器进行更多的观测。
在美国，脉动天文学家落后，但他们有一个秘密武器。对于望远镜，更大更好。和美国苏打水一样，美国望远镜超过了比赛。美国天文学家可以访问波多黎各的槟榔望远镜，占地1000英尺，西弗吉尼亚州的绿色银行望远镜，与欧洲330英尺和澳大利亚的单身209英尺的菜相比，328英尺。
FRED LO是国家无线电天文天文台的主任，操作绿色银行望远镜，希望利用该大小差异。2008年，他召集了一群突出的脉冲科学家，他们在西弗吉尼亚大学邓肯洛格默等McLaughlin等天文台工作，以及天文学科学家斯科特赎金。每个科学家都在努力在他或她的个别项目上，削减自己最喜欢的脉冲线。他联系了他们，告诉他们将他们的行为在一起并开始合作，并加入寻找引力波背景。
“当时我们挑选了一份缩写，”麦克劳林继续。“当然，最重要的部分。”他们称自己为Nanograv，为北美纳米赫兹的引力波浪观测站。
凭借其地理位置接近和联邦资助来源，这三支队伍收集和分析了他们最熟悉的望远镜的数据。但他们都知道，如果他们结合工作，他们会更快地感知海浪更好。所有三组在2009年挂钩，形成网络网络：国际脉冲星定时阵列（IPTA）。使用39个最好的脉冲星列表，他们必须工作。今天，该清单已经增长到大约100岁。虽然脉冲柱精密主义团体中存在一些竞争，但分享数据的科学效益超过了成本。“有人真的想成为那些要做的人并获得荣耀，但我认为这是一小群人，”麦克劳林说。“几乎每个人都接受了第一个检测将来自IPTA数据。”
然而，在某种意义上，纳米重力已经产生了新的科学，即使没有记录任何一个比特的信号。
W帽子并不广泛欣赏的是，脉冲开始时序阵列实验的沉默是第一个科学 - 超越“我们发现它们！”或者“我们没有找到它们！” - 走出几十年的实验重力波工作。这就是为什么McLaughlin在Ligo发现织机如此之大时感到不安，没有其他研究似乎很重要。“我有几个人说，'所以你们现在只是放弃了吗？”她说。“我喜欢，'noooo，那不是重点。'”
由于纳米格拉夫正在寻找的引力背景噪声来自一体的超大迹象，因此不仅可以描述单独的物体，即Ligo检测到的是整个银河系的形成和演变。结果，信号的大小反映了我们宇宙的一些基本功能。
为了估算该信号的规模，科学家们使用了宇宙持有多少双超级分配黑洞的模型，他们有多大，他们互相鞭打的速度有多快，在那里它们。这些估计反映了最先进的理解关于星系形式的理解，它们如何随时间变化，以及它们如何变得更大。结论是，如果它们在大约20个脉冲条件中监测五到10年，它们的敏感性应该足以听到纳米赫兹引力背景无人机。当阵列启动11年后，他们仍然没有找到任何东西，他们有效地了解到一些最初的假设是错误的。所有三支球队估计在2015年，实际噪声幅度必须比其初始估计的至少10倍。
这种预期信号强度的降低是一种反新闻，与LIGO的历史探测相反。但挑战科学家重新考虑他们的星系形成和进化的概念可能会带来有趣的新科学。也许在星系中心有大黑洞的星系比科学家认为的要少——现在科学家认为几乎所有的实体(非矮星系)都有。也许星系合并的频率比估计的要低。(Mingarelli说，现在他们正试图弄清楚“更少”到底是什么意思。)或者，两个黑洞第一次相遇和合并之间的时间并不完全符合理论家们发展出来的方程。也有可能是大多数黑洞合并在黑洞足够接近发出膨胀的(可检测到的)引力波之前就停止了，这两个黑洞只是不停地绕着对方旋转，永远不会合并。又或者，科学家们一直以来对超大质量黑洞的测量都是错误的，它们比以前想象的要小，所以它们的波也更小。现在，所有这些情况都有可能发生。
当然，目标仍然是进行实际的检测。根据他们9年数据集的新计算，NANOGrav估计，再过5到10年，它们将达到最终听到静电声所需的灵敏度。在他们最新的论文中，他们的灵敏度估计包括每年增加4颗超稳定脉冲星，使它们从54颗增加到大约100颗。“我认为在人员、技术和分析方面，脉冲星计时已经准备就绪，”美国激光干涉引力波天文台合作项目的成员、加州理工学院的客座研究员、喷气推进实验室的研究科学家Michele Vallisneri说。但是，他警告说，也有可能“自然可能使我们的目标比我们想象的更远。”
检测的时间也取决于更多的东西：资金。“[如果]我们失去了对绿色银行望远镜或槟榔的进入，检测时间被推回了几年......如果我们失去两者，那么可能是永远的，”McLaughlin说。国家科学基金会将在2017年或2018年停止为绿银提供资金，观测所正在追求私人伙伴关系。在Arecibo，在包括今年夏天，包括今年夏天的关闭威胁，因为这也是帕克斯 - 但两个望远镜都仍然开放。到目前为止，欧洲的人是安全的。
无论发生什么，Nanograv都是vallisneri表示将成为补充Ligo最初发现的许多类别的仪器的一个例子。正如他所说，“天文学家没有停止伽利略首次看到木星的卫星和金星的阶段。”
Sarah Scoles是一位位于丹佛，科罗拉多州的作家，以及贡献者有线科学。
用来自：ESO / g的图像产生铅光凝块。Bono＆Ctio和Pixabay
