利用有史以来最大的引力波探测器，我们证实了早先的报道，即宇宙的结构一直在振动。这种背景隆隆声很可能是由位于星系中心的巨大黑洞之间的碰撞引起的。
我们的探测器——一组快速旋转的中子星分布在整个星系——的结果表明，这种“引力波背景”可能比之前想象的要大。我们还绘制了迄今为止最详细的引力波穿越天空的地图，并在南半球发现了一个有趣的活动“热点”。
我们的研究今天在《皇家天文学会月报》上发表了三篇论文。
引力波是时空结构中的涟漪。它们是由密度极高、质量巨大的物体绕轨道运行或相互碰撞产生的。
宇宙中密度最大、质量最大的物体是黑洞，即死亡恒星的残骸。研究黑洞的唯一方法之一是寻找它们彼此靠近时发出的引力波。
就像光一样，引力波是在光谱中发射的。质量最大的黑洞释放出最慢、最强大的波——但为了研究它们，我们需要一个银河系大小的探测器。
由相对较小的黑洞之间的碰撞产生的高频引力波可以用地球上的探测器探测到，它们于2015年首次被观测到。然而，直到去年才发现存在速度较慢、强度更大的引力波的证据。
世界各地的几个天文学家小组通过密切观察特定类型恒星群的行为，组装了银河系尺度的引力波探测器。我们的实验，MeerKAT脉冲星定时阵列，是这些星系尺度探测器中最大的。
今天，我们宣布了低频引力波存在的进一步证据，但与之前的结果有一些有趣的不同。只花了其他实验三分之一的时间，我们就发现了一个信号，暗示宇宙比预期的更活跃。
我们还能够比以往更准确地绘制出合并星系留下的宇宙结构。
科学家们相信，在大多数星系的中心，存在着一个巨大的物体，被称为超大质量黑洞。尽管它们的质量巨大，是太阳质量的数十亿倍，但这些宇宙巨人很难研究。
天文学家已经知道超大质量黑洞几十年了，但直到2019年才首次直接观测到一个。
当两个星系合并时，它们中心的黑洞开始向彼此旋转。在这个过程中，它们发出缓慢而强大的引力波，让我们有机会研究它们。
我们使用了另一组奇异的宇宙物体：脉冲星。这是一种密度极高的恒星，主要由中子组成，其大小可能和一座城市差不多，但质量是太阳的两倍。
脉冲星每秒旋转数百次。当它们旋转时，它们就像灯塔一样，用数千光年外的辐射脉冲撞击地球。对于一些脉冲星，我们可以在纳秒内预测脉冲何时会到达我们。
我们的引力波探测器利用了这个事实。如果我们在同一时间内观察许多脉冲星，如果我们对脉冲何时以非常具体的方式撞击我们的判断是错误的，我们知道引力波正在拉伸或挤压地球和脉冲星之间的空间。
然而，我们期望看到的不是一个波，而是一个宇宙海洋，充满了在各个方向纵横交错的波——宇宙历史上所有星系合并的回声涟漪。我们称之为引力波背景。
为了探测引力波背景，我们使用了南非的MeerKAT射电望远镜。MeerKAT是世界上最灵敏的射电望远镜之一。
作为MeerKAT脉冲星定时阵列的一部分，它已经对83颗脉冲星进行了大约5年的观测，精确地测量它们的脉冲到达地球的时间。这让我们发现了一个与引力波背景有关的模式，只是它与其他实验发现的有点不同。
这种模式比预期的更强大，它代表了地球和脉冲星之间的空间和时间是如何被引力波改变的。
这可能意味着相互环绕的超大质量黑洞比我们想象的要多。如果是这样的话，这就提出了更多的问题——因为我们现有的理论表明，超大质量黑洞的数量应该比我们所看到的要少。
我们的探测器的大小，以及MeerKAT望远镜的灵敏度，意味着我们可以极其精确地评估背景。这使我们能够绘制出迄今为止最详细的引力波背景图。以这种方式绘制背景图对于理解我们宇宙的宇宙结构至关重要。
它甚至可能引导我们找到我们观测到的引力波信号的最终来源。虽然我们认为这可能是这些巨大黑洞相互作用产生的背景，但它也可能源于大爆炸后早期充满活力的宇宙的变化——或者甚至是更奇特的事件。
我们绘制的地图显示了南半球天空中引力波活动的一个有趣的“热点”。这种不规则性支持了超大质量黑洞产生背景的观点，而不是其他选择。
然而，制造一个银河系大小的探测器是非常复杂的，现在说这是真的还是统计异常还为时过早。
为了证实我们的发现，我们正在努力将我们的新数据与其他国际合作的结果结合起来，这些合作是在国际脉冲星定时阵列的旗帜下进行的。
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