時隔四個月腥浪,美國激光干涉儀引力波天文臺(LIGO)再次放出重磅消息烦猾,宣布“又探測到了一個引力波事件”烧骗。人類第二次探測到被稱為“時空漣漪”的引力波,此消息一出吆揖,立刻在學(xué)界激起“千層浪”铜诽±簦科學(xué)家稱,這次探測進一步印證了愛因斯坦廣義相對論的正確性懂棘,同時也是天文學(xué)的一個里程碑男梆。專業(yè)人士討論的火熱,那么先赛,關(guān)于這次引力波發(fā)現(xiàn)贸卦,從科普的角度,我們應(yīng)該知道些啥挪确?
“時空的漣漪”
要說發(fā)現(xiàn)引力波诊胞,首先要知道引力波是什么。早在百年之前锹杈,愛因斯坦就在其廣義相對論論文中對引力和引力波進行了論證撵孤。他提出,引力的本質(zhì)是時空幾何在物質(zhì)影響下的彎曲竭望;引力的作用以波動的形式傳播邪码,即引力波。
今年2月11日咬清,美國科研人員宣布闭专,他們利用激光干涉引力波天文臺(LIGO)于去年9月首次探測到引力波。這一發(fā)現(xiàn)印證了物理學(xué)大師愛因斯坦100年前的預(yù)言旧烧。
引力波的概念聽上去艱澀難懂影钉,但用通俗的方法解釋,引力波就像一個池塘中投下一枚石子所引起的漣漪粪滤,只不過斧拍,引力波是時空的漣漪。
不過杖小,100年來肆汹,誰也無法證實引力波存在,直到今年2月零破,美國科學(xué)家宣布他們首次探測到了引力波衫半。這次引力波事件被認為印證了愛因斯坦的假說,因此也被稱為“來自愛因斯坦的圣誕禮物”抠孤。
兩次引力波都源自黑洞合并
根據(jù)愛因斯坦預(yù)言洋虫,強引力場事件可產(chǎn)生引力波,比如黑洞合并悠衔、脈沖星自轉(zhuǎn)以及超新星爆發(fā)等权疾。而目前,科學(xué)家探測到的兩次引力波事件都是由黑洞合并引發(fā)的锡褂。
首次探測到引力波發(fā)生在去年9月14日满律。根據(jù)LIGO公布的信息群鞭,兩個質(zhì)量分別為約29倍太陽質(zhì)量和約36倍太陽質(zhì)量的黑洞不斷靠近,旋轉(zhuǎn)咖迄,并最終合并成一個黑洞刃纽。據(jù)推測,這次合并發(fā)生在13億年前溉浙,合并過程中產(chǎn)生的引力波經(jīng)漫長的傳播最終抵達地球烫止。
引力波的引發(fā)過程。圖為示意圖戳稽,圖片來源:NASA
LIGO第二次探測到引力波馆蠕,也就是此次宣布的“引力波事件”,是在去年的12月26日广鳍【<福科學(xué)家稱,兩個初始質(zhì)量分別為約14倍太陽質(zhì)量和約8倍太陽質(zhì)量的黑洞赊时,合并成一個約21倍太陽質(zhì)量的旋轉(zhuǎn)黑洞吨铸,產(chǎn)生的引力波經(jīng)過14億年的漫長旅行,抵達地球祖秒。
此外诞吱,研究人員還曾捕捉到第三個“疑似信號”,但由于該信號太過微弱而無法確認竭缝。
美國天文學(xué)機構(gòu)功不可沒
兩次探測到引力波信號房维,美國激光干涉儀引力波天文臺(LIGO)功不可沒。而該項目能夠成功跳蚓,靠的則是“幾十年磨一劍”疑惨,再加上那么一點運氣。
LIGO項目的構(gòu)想最早源于1967年抠建。經(jīng)過持續(xù)不斷的研究論證估掐,該項目1991年開建,1999年建成盛己。2002年船酗,LIGO項目正式開始探測,但直到2010年什么也沒找到弊肢。經(jīng)過5年的改造升級收泥,2015年9月14日剛試運行沒幾天,沒想到就幸運的“撞到”了引力波蠕为。
2016年2月11日琐店,耶路撒冷,希伯來大學(xué)的愛因斯坦檔案館館長RoniGross展示愛因斯坦有關(guān)引力波的原始文件。
值得一提的是俄洞,在作為中國大陸唯一LIGO科學(xué)合作組織成員以躯,清華大學(xué)研究團隊也在探測引力波的項目中作出了貢獻槐秧。
探測到引力波的意義
LIGO科學(xué)合作組表示啄踊,第二次探測到引力波的一個重要意義在于,它能夠幫助估算黑洞合并事件的發(fā)生概率刁标。
LIGO項目組稱颠通,一次探測可能只是個例,而此番再次探測到引力波則證明引力波信號的探測并非罕見事件膀懈,有理由預(yù)期未來還將有更多探測案例的出現(xiàn)顿锰,從而真正開啟一個全新的“引力波天文學(xué)時代”。
科學(xué)家稱启搂,以前天文學(xué)只能借由電磁波進行觀測硼控,但很多物質(zhì)靠電磁波觀測是看不到的。現(xiàn)在測到引力波之后胳赌,可以借由引力波觀測天體牢撼,比如黑洞、暗物質(zhì)等疑苫,研究宇宙早期的結(jié)構(gòu)和演化熏版。
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