當你用錘子敲鐘的時候，它會響一段時間，這是因為振動的金屬會繼續共振。事實證明，當你用另一個黑洞去撞擊一個黑洞時，類似的事情也會發生——只不過新形成的黑洞發出的不是聲波，而是波及整個宇宙的引力波。
圖解: 宇宙的歷史。根據推測，大爆炸剛發生後的超光速暴漲過程產生了引力波。
這些引力波就像一個和絃，一個音符的叮噹聲。根據愛因斯坦的廣義相對論，這些內容應該包含著黑洞的質量以及自旋的相關信息。
現在,在一個全新的相對論測試中,一個由天文學家組成的研究小組已經發現如何梳理出單個和絃中的音符——也就是引力波的頻率。研究小組也首次發現了它們其中的兩個——根據我們當前的技術來看這是不可能的。
圖解：LIGO和LISA主要探測的波源頻域分佈。橫軸為頻率，縱軸為引力波振幅。
你可能會毫不驚訝地發現，根據廣義相對論，他們能夠測量黑洞的質量和自旋。
他們還能夠推斷出，這些是黑洞唯一可探測的屬性——這就支持了無毛定理，該定理指出，根據廣義相對論，黑洞只能由質量和自旋來表徵(所有其他屬性都是“毛髮”)。
圖解：蟹狀星雲，藍色部分為錢德拉X射線天文臺拍攝的X射線圖像，紅色部分為可見光圖像，其星雲中心附近存在一顆年輕的脈衝星PSR J0534+2200，極有可能會被證實為引力波源的天體之一。
“我們都希望廣義相對論是正確的，但這是我們第一次以這種方式證實它。”麻省理工學院卡夫利天體物理和空間研究所的物理學家Maximiliano Isi說。
“這是第一個成功直接測試無毛定理的實驗測量。但這並不意味著黑洞沒有‘毛髮’。這意味著沒有‘毛髮’的黑洞還能存在一天。”
圖解：NASA超級計算機模擬得到的黑洞雙星開始合併的情形
2015年9月，科學家首次探測到有關碰撞——GW 150914。科學家將引力波轉換成聲波，產生“啁啾”聲信號；聽起來是這樣：就像兩個黑洞合併成一個一樣，在一個非常短的時間內新的黑洞會振盪，發出更微弱的引力波，這就是所謂的“鈴宕”，科學家們曾認為，在碰撞瞬間的引力波達到峰值後，它會因為太微弱而無法探測或分析。
圖解：哈勃空間望遠鏡拍攝的雙天線星系，星系的碰撞很有可能導致其中心超大質量黑洞的合併
加州理工學院的天體物理學家Matthew Giesler和他的同事們通過模擬實驗得出結論，在引力波到達頂峰後不久，“鈴宕”階段中就包含了一種不和諧的“泛音”——一種響亮而短命的音調。通過分析在泛音背景下的碰撞啁啾，研究小組可以從新黑洞中分離出一個清脆響亮的“信號”。
Isi和他的團隊把這項工作應用到GW 150914上，並專注於啁啾峰值後的那一刻。他們能夠分離出振鈴信號——甚至識別出兩個不同的音調，它們分別對應於新黑洞的不同振動頻率。
圖解：小質量緻密天體與星系中心的大質量黑洞形成的EMRI是LISA重要的探測波源之一
“這是一個非常令人驚訝的結果。傳統的看法是，等到殘餘的黑洞穩定下來，可以探測到任何音調的時候，泛音就幾乎完全消失了，”康奈爾大學的理論天體物理學家Saul Teukolsky如是說。
“相反，我們發現，在主音調變得清晰之前，泛音是可以檢測到的。”
愛因斯坦預測，在黑洞碰撞的“鈴宕”中，音調高低和衰減將是新黑洞的質量和自旋的直接產物。研究小組能夠測量這兩個音調的音調和衰減，從而使他們能夠探測黑洞的性質。
圖解：基於暴脹理論的星系起源，星系起源於最初質量密度的微擾，而這些微擾形成了今天的引力隨機背景輻射
從音調高低和衰減中計算出的質量和自旋與之前對這兩種特性的測量結果相吻合——這表明，用目前的方法探測黑洞鈴宕的弦外之音在今天就可以完成——這意味著未來的技術可能會更加強大。
Isi表示:“未來，我們將在地球和太空中擁有更好的探測器，不僅能看到兩種模式，還能看到數十種模式，並且能夠精確的確定它們的屬性。”
“如果這些不是愛因斯坦預測的黑洞，如果它們是更奇異的物體，比如蟲洞或玻色子恆星，它們可能不會以同樣的方式發出聲音，而我們將有機會看到它們。”
1.Wikipedia百科全書
2.天文學名詞
3. 停雲- sciencealert
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