引力波是由于時(shí)空的彎曲而產(chǎn)生的波動(dòng)，它可以傳播到遠(yuǎn)處，攜帶著關(guān)于其來源的信息。引力波的存在是由愛因斯坦的廣義相對論預(yù)言的，但直到2015年，人類才首次直接探測到引力波，這是由兩個(gè)黑洞合并產(chǎn)生的。這個(gè)歷史性的發(fā)現(xiàn)為我們開啟了一個(gè)新的天文學(xué)窗口，讓我們能夠觀測到那些用電磁波無法看到的天體和現(xiàn)象。

引力波的頻率取決于其來源的特征，比如質(zhì)量、速度和距離。目前，我們已經(jīng)探測到了幾十個(gè)引力波事件，它們的頻率都在幾十赫茲到幾千赫茲之間，這是由于它們的來源都是由黑洞或中子星組成的緊密雙星系統(tǒng)。這些引力波可以被地面的激光干涉儀探測到，比如LIGO和Virgo。

然而，我們知道還有更多的引力波源存在，它們的頻率要低得多，比如超大質(zhì)量黑洞的合并、宇宙暴脹的遺跡、或者一些新的物理過程。這些引力波的頻率可能在納赫茲以下，甚至達(dá)到亞納赫茲的范圍。這些引力波的波長非常長，無法被地面的儀器探測到。我們需要尋找一種新的方法，來探測這些超低頻的引力波。

這就引出了我們的主角——脈沖星。脈沖星是一種特殊的中子星，它是由恒星坍縮后留下的致密核心。脈沖星有著極強(qiáng)的磁場和快速的自轉(zhuǎn)，它們會(huì)從兩極發(fā)射出強(qiáng)烈的射電波束，就像一盞燈塔一樣。當(dāng)這些射電波束掃過地球時(shí)，我們就可以用射電望遠(yuǎn)鏡接收到它們，形成一系列的脈沖信號(hào)。這些脈沖信號(hào)非常穩(wěn)定和規(guī)律，就像一枚精密的時(shí)鐘一樣。事實(shí)上，有些脈沖星的穩(wěn)定性甚至超過了原子鐘，它們被稱為毫秒脈沖星。

脈沖星的穩(wěn)定性使得它們成為了探測引力波的理想工具。如果有一種引力波通過地球和脈沖星之間的時(shí)空，它會(huì)導(dǎo)致時(shí)空的彎曲，從而改變我們接收到的脈沖信號(hào)的到達(dá)時(shí)間。通過觀測多個(gè)脈沖星的脈沖信號(hào)，我們可以尋找引力波引起的相關(guān)的時(shí)間延遲，從而探測到引力波的存在和性質(zhì)。目前，有幾個(gè)國際合作的脈沖星計(jì)時(shí)陣列項(xiàng)目正在進(jìn)行中，它們的目標(biāo)是探測納赫茲頻段的引力波，主要來自于超大質(zhì)量黑洞的合并。

然而，脈沖星計(jì)時(shí)陣列的方法有一個(gè)局限性，那就是它只能探測到周期大于觀測時(shí)間的引力波，也就是說，它只能探測到頻率高于1 nHz的引力波。那么，如果有一種引力波的頻率低于1 nHz，甚至達(dá)到亞納赫茲的范圍，我們該怎么辦呢？這就需要我們找到一種新的方法，來探測這些超低頻的引力波。最近有一篇論文就做出了這樣的貢獻(xiàn)，它提出了一種用脈沖星參數(shù)漂移探測亞納赫茲引力波的方法。

什么是脈沖星參數(shù)漂移呢？簡單地說，就是脈沖星的一些物理參數(shù)，比如自轉(zhuǎn)周期、自轉(zhuǎn)頻率、自轉(zhuǎn)相位等，會(huì)隨著時(shí)間而緩慢地變化。這些變化有很多可能的原因，比如脈沖星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、磁場、星風(fēng)、雙星伴星等。這些變化會(huì)影響我們觀測到的脈沖信號(hào)的形狀和周期，因此我們可以用射電望遠(yuǎn)鏡測量這些參數(shù)，并且擬合它們的變化規(guī)律。這些參數(shù)的變化規(guī)律通常可以用一些簡單的函數(shù)來描述，比如線性、二次、三次等。

然而，如果有一種亞納赫茲的引力波通過地球和脈沖星之間的時(shí)空，它也會(huì)引起脈沖星參數(shù)的變化，但這種變化是由于時(shí)空的彎曲，而不是脈沖星本身的物理過程。因此，這種引力波引起的參數(shù)變化會(huì)和我們擬合的函數(shù)有一個(gè)微小的偏差，這個(gè)偏差就是我們要尋找的信號(hào)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是，它不需要引力波的周期大于觀測時(shí)間，只需要引力波的周期大于脈沖星參數(shù)的變化時(shí)間，也就是說，它可以探測到頻率低于1 nHz的引力波。

論文的作者就是用這種方法，來分析了一些已有的脈沖星觀測數(shù)據(jù)，他們發(fā)現(xiàn)了一些有趣的結(jié)果。他們發(fā)現(xiàn)，有一些脈沖星的參數(shù)漂移的殘差，顯示出了一種周期性的變化，這種變化的頻率在0.1 nHz到1 nHz之間，這正是亞納赫茲引力波的頻段。他們還發(fā)現(xiàn)，這些殘差的方向和大小，與一種特殊的引力波源的預(yù)期一致，那就是由于宇宙暴脹產(chǎn)生的原初引力波。

宇宙暴脹是一種宇宙學(xué)的理論，它認(rèn)為，在宇宙誕生的最初的一瞬間，宇宙經(jīng)歷了一段極快的指數(shù)級(jí)的膨脹，使得宇宙的尺度從一個(gè)量子漲落的大小，增長到了一個(gè)可觀測的大小。這種暴脹的原因和機(jī)制還不是很清楚，可能和一種稱為暴脹場的場有關(guān)。宇宙暴脹的理論可以解釋一些宇宙學(xué)的謎題，比如平坦性問題、視界問題和磁單極問題等。

宇宙暴脹的過程中，暴脹場的量子漲落會(huì)被放大到宏觀的尺度，從而在時(shí)空中產(chǎn)生微小的擾動(dòng)，這些擾動(dòng)就是原初引力波。原初引力波是一種非常古老的引力波，它可以反映宇宙最早的狀態(tài)和物理。原初引力波的頻率分布是一個(gè)連續(xù)的譜，它可以覆蓋從亞納赫茲到千赫茲的范圍，但是不同的頻段對應(yīng)的原初引力波的強(qiáng)度不同，它取決于暴脹的模型和參數(shù)。目前，我們還沒有直接探測到原初引力波的存在，但是有一些間接的證據(jù)，比如宇宙微波背景輻射的B模極化等。