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人类首次“看见”引力波 这一次中国没有错过
网址:www.cssqt.com 编辑:长沙社区通 时间:2017-10-17 153

昨晚,全世界的天文圈子沸腾了...

吊足胃口的美国国家航空航天局(NASA)、南京紫金山天文台、英国科技设备委员会等全球数十家科学机构联合发布重磅炸弹,搞得大家人心慌慌,都在好奇到底发生了什么事情。原来是人类首次“看见“”了引力波。那么很多人就问了,引力波到底是啥呀?今天小编就来和你好好说一说,这个号称人类首次直接探测到来自双中子星合并的引力波到底是怎么回事。

人类首次探测到引力波

多国科学家16日同步举行新闻发布会,宣布人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波,并同时“看到”这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。

美国东部时间8月17日8时41分(北京时间20时41分),美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)捕捉到这个引力波信号。此后2秒,美国费米太空望远镜观测到同一来源发出的伽马射线暴。

这是人类历史上第一次使用引力波天文台和电磁波望远镜同时观测到同一个天体物理事件,标志着以多种观测方式为特点的“多信使”天文学进入一个新时代。

LIGO项目组在美国华盛顿发布这一重大发现。中国、德国、英国和法国等国科学家也各自举行新闻发布会。相关论文发表在《科学》《自然》等学术期刊上。

并合瞬间几秒演示动画  视频截图

引力波是什么?

引力波是爱因斯坦广义相对论中的重要推论。时间和空间会在质量面前弯曲,时空在伸展和压缩的过程中,会产生振动传播开来,这些振动就是引力波。我们在地球上随时随地都可能遭遇来自宇宙中各种源头的引力波:两个黑洞并合、碰撞;中子星旋转、并合;超新星核塌缩等。

双中子星并合的艺术想象。窄束代表着伽马暴,而扭曲的时空网格标志着由并合产生的各向同性的引力波。旋转的物质团块是从并合的双星中抛射出的物质,可能导致了较低能量的电磁信号源。  美国国家科学基金会/LIGO/索诺马州立大学/A. Simonnet 图

LIGO团队此前探测到的4次引力波事件,均由双黑洞形成。全世界都在期待,中子星能出现在引力波事件中。

恒星演化到末期,经由引力坍缩发生超新星爆炸,根据质量的不同,内核可能被压缩成白矮星、中子星或黑洞。中子星几乎完全由中子构成,是目前已知的最小、致密的恒星,一小勺中子星物质就可能重达10亿吨。双中子星系统在围绕中心旋转的过程中会不断放出引力波,导致系统能量降低,轨道缩小,并最终撞在一起,释放出强烈的引力波。在最终并合前的100秒以内发出的引力波信号正好位于激光干涉仪的灵敏频段内,因此有机会被观测到。

对话LIGO核心成员:测量宇宙膨胀新方式

北京时间10月17日早晨,LIGO科学项目组成员、加州理工学院物理学教授雷那·阿迪卡里接受法制晚报·看法新闻记者采访时表示,此次的重大发现是人类首次探测到双中子星合并的引力波,允许我们能够使用重力和光来观测宇宙。相比于此前的引力波发现,此次的探测新发现了一些“新事物”,那就是结合这些观测结果,可以知道重力和光是以相同速度运行,我们现在还能够知道地球创造了多少“重金属元素”。

LIGO成员、加州理工学院物理学教授陈雁北接受法制晚报·看法新闻记者采访时则表示,这一重大发现使得我们现在又有了一种方式能够独立地测量宇宙是如何膨胀的。

重大意义 有了另一种方式测量宇宙膨胀

法制晚报·看法新闻

此次的重大发现有何重大意义?

此次的重大发现是人类首次探测到双中子星合并的引力波,允许我们能够使用重力和光来观测宇宙。相比于此前的引力波发现,此次的探测新发现了一些“新事物”,那就是结合这些观测结果,可以知道重力和光是以相同速度运行,我们现在还能够知道地球创造了多少“重金属元素”。

阿迪卡里

实时地观测天文事件是近几年来天文学者才具备的新能力。此次令人兴奋的是,来自逾70个天文观测合力在多个波段的电磁信号中观测到了同一事件,包括伽玛射线、X射线、紫外线、可见光、红外线和无线电。而这一重大发现使得我们现在又有了一种方式能够独立地测量宇宙是如何膨胀的。

陈雁北

发现经过 “接连”发现准确信号 如同池塘中的涟漪

法制晚报·看法新闻

您能否向我们描述此次新发现的发现经过?

来自美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)和欧洲“处女座”(Virgo)引力波探测器一直在持续不断地扫描探测来自“太空的信号”。8月17日早晨,我们的计算机测算显示,双中子星合并。而此后很快,天文警报也显示探测到了伽马射线。在不久后,X光和光学望远镜都看到了,发现的信号非常准确地显现。

阿迪卡里

法制晚报·看法新闻

对于大多数“门外汉”来说,引力波可能晦涩难懂,您能否用通俗一些的语言描述此次发现成果?

引力波就像是一种“新感观”的发现,就像触觉、嗅觉或是听觉。借助于引力波探测器,我们现在能够感知到宇宙的“重力扰动”,就像感知到池塘或是游泳池中的涟漪。

阿迪卡里

宇宙奥秘 帮助解释地平线“黑洞”现象

法制晚报·看法新闻

您认为此次的发现能帮助我们解决什么“宇宙的奥秘”?

这一新发现能够告诉我们天文学和核物理中存在的很多难解之谜。其中最令人感到振奋的是我们能够以一种全新的方式了解到宇宙是如何膨胀的。未来几年,我们将开始绘制一幅“宇宙引力图”和一幅“宇宙光学图”,然后研究两者是否看起来一致。

阿迪卡里

当我们用量子力学来解释黑洞的时候,物理学家们都存在着疑惑,特别是解释“地平线”区域的时候。而使用引力波来观察黑洞,特别是在“地平线”区域,将是解决这一疑惑的第一步。

陈雁

法制晚报·看法新闻  

在首次探测出引力波时就有人表示引力波有辐射,甚至有商家推出“防引力波辐射”的产品。您是否觉得引力波对人体有害?

如果引力波对人类有任何影响的话,我们就不会非得花那么多的时间和精力来探测他们,完全不必担心。

阿迪卡里

中国贡献  中国研究学者在数据分析等方面有诸多贡献

法制晚报·看法新闻

此次重大发现中,中国研究学者有哪些贡献?

曹军威教授所在的清华大学研究团队是中国大陆唯一的LIGO科学合作组织(LSC)成员。曹军威教授在数据分析技术上有着诸多贡献。而该研究团队的另一名成员,来自湖北第二师范学院的范锡龙博士则致力于引力波数据和伽马射线数据的分析解释。

陈雁北

此外,来自中国的天文学者也致力于X射线和光学观测。特别是中国第一颗空间X射线天文卫星——“慧眼”HXMT"望远镜和中国南极巡天望远镜。来自南极巡天望远镜的数据还用于估算有多少中子物质在合并中被喷出。

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