昨晚,全世界的天文圈子沸騰了...
吊足胃口的美國國家航空航天局(NASA)、南京紫金山天文臺(tái)、英國科技設(shè)備委員會(huì)等全球數(shù)十家科學(xué)機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)布重磅炸彈,搞得大家人心慌慌,都在好奇到底發(fā)生了什么事情。原來是人類首次“看見“”了引力波。那么很多人就問了,引力波到底是啥呀?今天小編就來和你好好說一說,這個(gè)號(hào)稱人類首次直接探測(cè)到來自雙中子星合并的引力波到底是怎么回事。
多國科學(xué)家16日同步舉行新聞發(fā)布會(huì),宣布人類第一次直接探測(cè)到來自雙中子星合并的引力波,并同時(shí)“看到”這一壯觀宇宙事件發(fā)出的電磁信號(hào)。
美國東部時(shí)間8月17日8時(shí)41分(北京時(shí)間20時(shí)41分),美國“激光干涉引力波天文臺(tái)”(LIGO)捕捉到這個(gè)引力波信號(hào)。此后2秒,美國費(fèi)米太空望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到同一來源發(fā)出的伽馬射線暴。
這是人類歷史上第一次使用引力波天文臺(tái)和電磁波望遠(yuǎn)鏡同時(shí)觀測(cè)到同一個(gè)天體物理事件,標(biāo)志著以多種觀測(cè)方式為特點(diǎn)的“多信使”天文學(xué)進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代。
LIGO項(xiàng)目組在美國華盛頓發(fā)布這一重大發(fā)現(xiàn)。中國、德國、英國和法國等國科學(xué)家也各自舉行新聞發(fā)布會(huì)。相關(guān)論文發(fā)表在《科學(xué)》《自然》等學(xué)術(shù)期刊上。
并合瞬間幾秒演示動(dòng)畫 視頻截圖
引力波是愛因斯坦廣義相對(duì)論中的重要推論。時(shí)間和空間會(huì)在質(zhì)量面前彎曲,時(shí)空在伸展和壓縮的過程中,會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)傳播開來,這些振動(dòng)就是引力波。我們?cè)诘厍蛏想S時(shí)隨地都可能遭遇來自宇宙中各種源頭的引力波:兩個(gè)黑洞并合、碰撞;中子星旋轉(zhuǎn)、并合;超新星核塌縮等。
雙中子星并合的藝術(shù)想象。窄束代表著伽馬暴,而扭曲的時(shí)空網(wǎng)格標(biāo)志著由并合產(chǎn)生的各向同性的引力波。旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)團(tuán)塊是從并合的雙星中拋射出的物質(zhì),可能導(dǎo)致了較低能量的電磁信號(hào)源。 美國國家科學(xué)基金會(huì)/LIGO/索諾馬州立大學(xué)/A. Simonnet 圖
LIGO團(tuán)隊(duì)此前探測(cè)到的4次引力波事件,均由雙黑洞形成。全世界都在期待,中子星能出現(xiàn)在引力波事件中。
恒星演化到末期,經(jīng)由引力坍縮發(fā)生超新星爆炸,根據(jù)質(zhì)量的不同,內(nèi)核可能被壓縮成白矮星、中子星或黑洞。中子星幾乎完全由中子構(gòu)成,是目前已知的最小、致密的恒星,一小勺中子星物質(zhì)就可能重達(dá)10億噸。雙中子星系統(tǒng)在圍繞中心旋轉(zhuǎn)的過程中會(huì)不斷放出引力波,導(dǎo)致系統(tǒng)能量降低,軌道縮小,并最終撞在一起,釋放出強(qiáng)烈的引力波。在最終并合前的100秒以內(nèi)發(fā)出的引力波信號(hào)正好位于激光干涉儀的靈敏頻段內(nèi),因此有機(jī)會(huì)被觀測(cè)到。
北京時(shí)間10月17日早晨,LIGO科學(xué)項(xiàng)目組成員、加州理工學(xué)院物理學(xué)教授雷那·阿迪卡里接受法制晚報(bào)·看法新聞?dòng)浾卟稍L時(shí)表示,此次的重大發(fā)現(xiàn)是人類首次探測(cè)到雙中子星合并的引力波,允許我們能夠使用重力和光來觀測(cè)宇宙。相比于此前的引力波發(fā)現(xiàn),此次的探測(cè)新發(fā)現(xiàn)了一些“新事物”,那就是結(jié)合這些觀測(cè)結(jié)果,可以知道重力和光是以相同速度運(yùn)行,我們現(xiàn)在還能夠知道地球創(chuàng)造了多少“重金屬元素”。
LIGO成員、加州理工學(xué)院物理學(xué)教授陳雁北接受法制晚報(bào)·看法新聞?dòng)浾卟稍L時(shí)則表示,這一重大發(fā)現(xiàn)使得我們現(xiàn)在又有了一種方式能夠獨(dú)立地測(cè)量宇宙是如何膨脹的。
重大意義 有了另一種方式測(cè)量宇宙膨脹
法制晚報(bào)·看法新聞
此次的重大發(fā)現(xiàn)有何重大意義?
此次的重大發(fā)現(xiàn)是人類首次探測(cè)到雙中子星合并的引力波,允許我們能夠使用重力和光來觀測(cè)宇宙。相比于此前的引力波發(fā)現(xiàn),此次的探測(cè)新發(fā)現(xiàn)了一些“新事物”,那就是結(jié)合這些觀測(cè)結(jié)果,可以知道重力和光是以相同速度運(yùn)行,我們現(xiàn)在還能夠知道地球創(chuàng)造了多少“重金屬元素”。
阿迪卡里
實(shí)時(shí)地觀測(cè)天文事件是近幾年來天文學(xué)者才具備的新能力。此次令人興奮的是,來自逾70個(gè)天文觀測(cè)合力在多個(gè)波段的電磁信號(hào)中觀測(cè)到了同一事件,包括伽瑪射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線和無線電。而這一重大發(fā)現(xiàn)使得我們現(xiàn)在又有了一種方式能夠獨(dú)立地測(cè)量宇宙是如何膨脹的。
發(fā)現(xiàn)經(jīng)過 “接連”發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)確信號(hào) 如同池塘中的漣漪
法制晚報(bào)·看法新聞
來自美國“激光干涉引力波天文臺(tái)”(LIGO)和歐洲“處女座”(Virgo)引力波探測(cè)器一直在持續(xù)不斷地掃描探測(cè)來自“太空的信號(hào)”。8月17日早晨,我們的計(jì)算機(jī)測(cè)算顯示,雙中子星合并。而此后很快,天文警報(bào)也顯示探測(cè)到了伽馬射線。在不久后,X光和光學(xué)望遠(yuǎn)鏡都看到了,發(fā)現(xiàn)的信號(hào)非常準(zhǔn)確地顯現(xiàn)。
法制晚報(bào)·看法新聞
對(duì)于大多數(shù)“門外漢”來說,引力波可能晦澀難懂,您能否用通俗一些的語言描述此次發(fā)現(xiàn)成果?
引力波就像是一種“新感觀”的發(fā)現(xiàn),就像觸覺、嗅覺或是聽覺。借助于引力波探測(cè)器,我們現(xiàn)在能夠感知到宇宙的“重力擾動(dòng)”,就像感知到池塘或是游泳池中的漣漪。
宇宙奧秘 幫助解釋地平線“黑洞”現(xiàn)象
法制晚報(bào)·看法新聞
您認(rèn)為此次的發(fā)現(xiàn)能幫助我們解決什么“宇宙的奧秘”?
這一新發(fā)現(xiàn)能夠告訴我們天文學(xué)和核物理中存在的很多難解之謎。其中最令人感到振奮的是我們能夠以一種全新的方式了解到宇宙是如何膨脹的。未來幾年,我們將開始繪制一幅“宇宙引力圖”和一幅“宇宙光學(xué)圖”,然后研究?jī)烧呤欠窨雌饋硪恢隆?/p>
當(dāng)我們用量子力學(xué)來解釋黑洞的時(shí)候,物理學(xué)家們都存在著疑惑,特別是解釋“地平線”區(qū)域的時(shí)候。而使用引力波來觀察黑洞,特別是在“地平線”區(qū)域,將是解決這一疑惑的第一步。
陳雁
北
法制晚報(bào)·看法新聞
在首次探測(cè)出引力波時(shí)就有人表示引力波有輻射,甚至有商家推出“防引力波輻射”的產(chǎn)品。您是否覺得引力波對(duì)人體有害?
如果引力波對(duì)人類有任何影響的話,我們就不會(huì)非得花那么多的時(shí)間和精力來探測(cè)他們,完全不必?fù)?dān)心。
阿迪卡里
中國貢獻(xiàn) 中國研究學(xué)者在數(shù)據(jù)分析等方面有諸多貢獻(xiàn)
法制晚報(bào)·看法新聞
此次重大發(fā)現(xiàn)中,中國研究學(xué)者有哪些貢獻(xiàn)?
曹軍威教授所在的清華大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)是中國大陸唯一的LIGO科學(xué)合作組織(LSC)成員。曹軍威教授在數(shù)據(jù)分析技術(shù)上有著諸多貢獻(xiàn)。而該研究團(tuán)隊(duì)的另一名成員,來自湖北第二師范學(xué)院的范錫龍博士則致力于引力波數(shù)據(jù)和伽馬射線數(shù)據(jù)的分析解釋。
此外,來自中國的天文學(xué)者也致力于X射線和光學(xué)觀測(cè)。特別是中國第一顆空間X射線天文衛(wèi)星——“慧眼”HXMT"望遠(yuǎn)鏡和中國南極巡天望遠(yuǎn)鏡。來自南極巡天望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)還用于估算有多少中子物質(zhì)在合并中被噴出。
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