儀商訊:近日,歐洲和美國的探測器首次共同發(fā)現(xiàn)引力波,至今為止,是科學(xué)界第四次探測到引力波?;诖耍茖W(xué)家認(rèn)為,引力波并非偶然事件,未來將有可能繼續(xù)探測到中子星等其他天體在碰撞過程中產(chǎn)生的引力波。
引力波由黑洞等天體在碰撞過程中產(chǎn)生,可把它想象成石頭丟進(jìn)水里產(chǎn)生的波紋。100多年前,愛因斯坦的廣義相對(duì)論預(yù)言了引力波的存在,但直到2015年才首次獲得證實(shí)。
自2007年以來,位于意大利比薩市附近的處女座天文臺(tái)一直在尋找這種時(shí)空結(jié)構(gòu)的漣漪。但是當(dāng)它的美國“表兄”、先進(jìn)的激光干涉引力波天文臺(tái)(LIGO)首次歷史性地探測到引力波時(shí),處女座正在進(jìn)行升級(jí),并且該天文臺(tái)在隨后的兩次觀測中也沒有采取行動(dòng)。
今年8月1日,處女座天文臺(tái)在歷時(shí)5年、斥資2700萬美元的升級(jí)后重新加入了狩獵活動(dòng),結(jié)果兩周后就與美國探測器共同探測到引力波信號(hào)。
物理學(xué)家于9月27日在意大利都靈市舉行的新聞發(fā)布會(huì)上宣布,8月14日,處女座天文臺(tái)和LIGO都探測到源自兩個(gè)旋轉(zhuǎn)黑洞合并在一起時(shí)產(chǎn)生的引力振動(dòng),它們的質(zhì)量分別是太陽質(zhì)量的31倍和25倍。這次碰撞發(fā)生在距離地球大約5.4億秒差距(18億光年)之外。合并后的總質(zhì)量相當(dāng)于53個(gè)太陽,約3個(gè)太陽的質(zhì)量轉(zhuǎn)變成能量以引力波的形式釋放。這一發(fā)現(xiàn)將以論文形式發(fā)表在美國《物理學(xué)評(píng)論通訊》上。之所以探測到引力波信號(hào)與宣布發(fā)現(xiàn)之間隔了一段時(shí)間,是因?yàn)榭茖W(xué)家還要分析和確認(rèn)相關(guān)數(shù)據(jù)。
用3個(gè)探測器來觀察這個(gè)事件,而不是LIGO的兩個(gè)探測器,使得研究人員能夠極大提高有關(guān)此次合并黑洞位置和距離信息的準(zhǔn)確性。
對(duì)于在這個(gè)項(xiàng)目上工作了20多年的處女座團(tuán)隊(duì)來說,這一發(fā)現(xiàn)證明了所花費(fèi)的時(shí)間和精力都是值得的?!斑@對(duì)我來說是一件大事?!碧幣煳呐_(tái)聯(lián)合創(chuàng)始人、法國尼斯蔚藍(lán)海岸大學(xué)物理學(xué)家Alain Brillet說。Brillet從1980年開始游說建立一個(gè)歐洲引力波探測器,現(xiàn)在他就要退休了。Brillet說:“我很高興能夠確保自己的工作并非一無所獲?!?/span>
“我們有信譽(yù)。至少我們可以證明我們做出了承諾,同時(shí)也可以兌現(xiàn)我們的承諾?!碧幣献黜?xiàng)目發(fā)言人、荷蘭阿姆斯特丹自由大學(xué)物理學(xué)家Jo van den Brand補(bǔ)充道。
美國項(xiàng)目組的兩個(gè)引力波探測器此前于2015年9月、2015年12月和今年1月先后3次探測到引力波。處女座項(xiàng)目組由20個(gè)歐洲研究團(tuán)隊(duì)的280多名物理學(xué)家和工程師組成。
美國引力波項(xiàng)目資助方、美國國家科學(xué)基金會(huì)主席France Cordova在一份聲明中說,相隔萬里的探測器首次共同探測到引力波,這對(duì)旨在破解宇宙奧秘的國際科學(xué)探索是一個(gè)“令人激動(dòng)的里程碑”。
今年的觀測工作于8月25日結(jié)束,目前兩個(gè)天文臺(tái)都在進(jìn)行升級(jí),這將使它們的靈敏度提高一倍。“這僅僅是由處女座和LIGO聯(lián)合組成的觀測網(wǎng)絡(luò)工作的開始?!盠IGO合作項(xiàng)目發(fā)言人、麻省理工學(xué)院物理學(xué)家David Shoemaker說,“技術(shù)升級(jí)將使LIGO探測器更加靈敏,在計(jì)劃于2018年晚些時(shí)候開始的下一輪觀測中,我們將會(huì)每周甚至更頻繁地獲得這樣的探測結(jié)果?!?/span>
科學(xué)家認(rèn)為,多次明確探測到引力波信號(hào)表明,引力波并非偶然事件,未來將有可能繼續(xù)探測到中子星等其他天體在碰撞過程中產(chǎn)生的引力波。
在物理學(xué)中,引力波是指時(shí)空彎曲中的漣漪,通過波的形式從輻射源向外傳播,這種波以引力輻射的形式傳輸能量。1916年,愛因斯坦基于廣義相對(duì)論預(yù)言了引力波的存在。引力波的存在是廣義相對(duì)論洛倫茲不變性的結(jié)果,因?yàn)樗肓宋镔|(zhì)相互作用的傳播速度有限的概念。相比之下,引力波不能夠存在于牛頓的經(jīng)典引力理論當(dāng)中,因?yàn)榕nD的經(jīng)典理論假設(shè)物質(zhì)的相互作用傳播是速度無限的。各種各樣的引力波探測器正在建造或者運(yùn)行當(dāng)中??赡艿囊Σ?a href="http://snyjgl.cn/zixun/show-4874.html" target="_blank">探測源包括致密雙星系統(tǒng)(白矮星、中子星和黑洞)。