在宇宙的深邃空間中，黑洞作為最神秘的天體之一，其劇烈活動產生的引力波猶如時空的漣漪，為人類探索宇宙提供了獨特的視角。引力波的產生源于黑洞的擾動，這種擾動主要有兩種形式：一種是外部天體對黑洞的直接撞擊，另一種則是黑洞通過彎曲周圍時空產生的隔空作用。例如，當一個小質量黑洞圍繞中心黑洞運動時，其持續的擾動會激發出引力波，這些波動攜帶著宇宙深處的信息，成為科學家研究黑洞和宇宙演化的重要線索。

在理論層面，科學家們提出了黑洞微擾理論來計算引力波的產生。然而，如何精確高效地完成這些計算，一直是天體物理學領域的技術難題。目前，最常見的黑洞類型是帶有自旋的克爾黑洞，其微擾特性由Teukolsky方程描述。為了求解該方程的齊次解，學界此前主要依賴兩種方法：Sasaki-Nakumura方法和Mano-Suzuki-Takasugi方法。前者通過方程變換克服長距離計算的局限性，再結合差分法求解，但數值積分計算導致其精度和效率較低；后者則利用超幾何函數構造齊次解，雖然計算速度快、精度高，但在高頻段條件下收斂性較差，限制了高精度引力波波形的快速生成。

針對這些挑戰，中國科學院上海天文臺的研究團隊提出了一種創新的解決方案。他們基于級數展開開發了名為Jiang-Han的新算法，該算法在保持與主流工具相同精度的情況下，運算速度提升了數十倍甚至數百倍，并且能夠適用于任意頻率范圍，包括復頻率場景。這一突破為引力波計算提供了更高效、更靈活的工具。研究團隊進一步利用Jiang-Han算法，構建了一個完全相對論框架下的不對稱二體系統引力波計算模型。該模型在精度和速度上均達到了當前最高水平，為未來空間引力波探測的數據分析工作奠定了堅實基礎。