黑洞是宇宙中最神秘的天體之一，它們的存在和性質可以用愛因斯坦的廣義相對論來描述。但是，黑洞并不是孤獨的存在，它們通常會被周圍的物質所包圍，形成一個旋轉的圓盤，稱為吸積盤。吸積盤中的物質會不斷地向黑洞靠近，并在最后一刻釋放出巨大的能量，形成強烈的電磁輻射。這種現象可以在活躍星系核中觀察到，它們是宇宙中最亮的天體之一。

但是，吸積盤中的物質并不是平靜地向黑洞落入，而是會受到各種力的作用，導致它們的運動發生變化。其中一個重要的力就是由于吸積盤內部不同區域之間的摩擦和壓力差而產生的遷移力。這種力會使得物質在吸積盤中向內或向外遷移，從而改變它們與黑洞之間的距離和角動量。

那么，我們如何探測和測量吸積盤中物質的遷移呢？目前，我們主要依靠電磁觀測來研究吸積盤的性質和結構，但是這種方法有很多局限性和不確定性。有沒有其他更直接和精確的方法呢？答案是有的，那就是利用引力波。

引力波是由于時空彎曲而產生的波動，它們可以攜帶關于其源頭的重要信息。在LISA這樣的未來太空引力波探測器中，我們期待能夠探測到一種特殊類型的引力波源，稱為極端質量比旋進（EMRI）。這種源由一個恒星質量級別的緊湊天體（如中子星或小型黑洞）圍繞一個超大質量黑洞旋轉而產生。在旋轉過程中，緊湊天體會發出引力波，并逐漸靠近超大質量黑洞，直到最終被其吞噬。

EMRI是一種非常理想的引力波源，因為它們可以持續發出數十萬個周期的引力波信號，并且信號非常清晰和復雜。通過分析這些信號，我們可以精確地測量超大質量黑洞的質量、自旋、電荷等參數，并且檢驗廣義相對論是否在極端條件下仍然成立。但是，這些信號還包含了另外一層信息，那就是關于吸積盤的信息。

由于緊湊天體在超大質量黑洞的吸積盤中運動，它會受到吸積盤的遷移力的作用，從而導致它的軌道發生變化。這種變化會反映在引力波信號中，使得信號的頻率、振幅、相位等特征發生偏移。如果我們能夠準確地識別和量化這種偏移，我們就可以利用引力波來探測和測量吸積盤的遷移力，從而揭示吸積盤的物理性質和機制。

這正是一篇最近發表在《物理評論X》雜志上的論文所做的工作。該論文的作者利用貝葉斯統計方法，研究了LISA能否探測到吸積盤對EMRI的影響，并且能否區分不同類型的吸積盤模型。他們發現，LISA有很大的可能性能夠探測到吸積盤對EMRI的影響，并且能夠測量遷移力的大小和方向，從而區分不同的吸積盤模型。

他們還發現，如果能夠同時觀測到EMRI的電磁對應體，那么就可以利用多信使天文學的方法，直接測量吸積盤的粘滯系數，這是一個非常重要但難以測量的參數。此外，他們還研究了如果忽略了吸積盤對EMRI的影響，在分析引力波信號時會產生什么樣的誤差和偏差。他們發現，這種誤差和偏差可能會導致對超大質量黑洞的質量和自旋的錯誤估計，甚至會導致錯誤地認為廣義相對論存在偏離。

這篇論文展示了利用引力波來探測和測量吸積盤物理的巨大潛力，這是一種以前只能通過電磁觀測來實現的方法。這種方法不僅可以提供更直接和精確的信息，而且可以避免電磁觀測中存在的許多復雜性和不確定性。這種方法也可以為我們理解黑洞如何與周圍環境相互作用，以及如何影響星系形成和演化提供新的視角和線索。