目前的檢測技術水平難以探測引力波的信號，愛因斯坦在廣義相對論的基礎上推斷或預測了引力波的存在，一直以來，對引力波推斷的檢驗成了理論物理學的重大課題之一。英國的休伊什和貝爾了證實了錢德拉塞卡的中子星假說，貝爾的導師休伊什為此獲得了諾貝爾物理學獎。第一位證實引力波理論預言的物理學家將是物理學諾獎的有力競爭者。在地球上接收的引力波信號將非常弱小，這些信號可能消失在探測儀器的噪音中?？茖W家最近模擬了雙中子星的合并過程，從模擬實驗中積累了有關中子星結構的信息。

德國和日本的理論天體物理學家開展了合作研究，合作團隊在《物理學評論D》雜志發(fā)表了對中子星結構模擬的研究成果，他們發(fā)現引力波的光譜特征原子光譜相似。引力波產生于大質量物體的加速運動，1974年，科學家發(fā)現了引力波存在的第一個間接證據，他們當時在天鷹座發(fā)現了一個脈沖雙星 PSR B1913+16 ，兩顆快速繞轉的中子星以螺旋的軌跡相互靠近，天體物理學家很早就認為，脈沖雙星損失了能量，然后轉化為引力波的傳播方式。

拉塞·A·赫爾斯和約瑟夫·H·泰勒發(fā)現了一對脈沖雙星，計算了它們釋放的引力能，兩位科學家間接地發(fā)現了理論預測的引力波，由此獲得了1993年的諾貝爾物理學獎。目前，有幾個以探測引力波為目標的大規(guī)模物理實驗，主要的有美國的 LIGO ，歐洲Virgo和日本的KAGRA引力波實驗項目。引力波物理學家估計，科學家在未來的5年將會從雙中子星的合并事件中探測到引力波信號。

德國歌德大學理論物理研究所的盧西亞諾·瑞左拉教授解釋說，人們很難探測到引力波信號，主要的原因是引力波的振幅很小，引力波事件的物理條件十分苛刻，發(fā)現引力波的難度極大，科學家預先設計了引力波探測的物理方法。德國歌德大學和日本大阪大學的物理學家開展共同合作，以新的仿真技術研究了雙中子星的范例，雙中子星在合并過程中發(fā)出了特別類型的引力波光譜。

從理論邏輯上分析，引力波光譜基本符合原子或分子的電磁波光譜，合作科學團隊從引力波光譜的分析中得到了中子星特征的信息。2014年11月，天體物理學家在《物理學評論通訊》雜志發(fā)表了兩篇相關的論文，最近的《物理學評論D》發(fā)表了合作團隊最新的研究成果。引力波光譜好似雙中子星的“指紋圖譜”，對引力波光譜的解說有助于科學家發(fā)現中子星構成元素的重要線索，以確立中子星的狀態(tài)方程式。

目前，科學家不知使用怎樣的物理公式去描述中子星的狀態(tài)，狀態(tài)方程式以變量關系描述中子星的熱力學性質，諸如：壓力、溫度、體積和粒子數量。找到中子星變量的相互關系，科學家將會十分欣喜，過去的40年以來，天體物理學遇到了未解的中子星謎題，中子星由什么元素構成？中子星有怎樣的結構？引力波的信號很強時，輻射的“指紋圖譜”將會十分清晰，一次測量可以獲得足夠多的信息。中子星的謎題到了最好的解決時機，今后幾年，科學家希望探測到最遙遠宇宙的引力波、在地球上發(fā)現引力波移動的軌跡。

（編譯：2015-3-11）