曹軍威 清華大學信息技術研究院研究員、院務委員會副主任

時空的漣漪——引力波

最精密的實驗——引力波探測

如何確定引力波信號

大家看這張圖，這是一個引力波源，是雙黑洞并合的示意圖，也是一個計算機仿真的圖形。圖中兩個灰色實體表示黑洞，黑洞本身它也自轉，而且這兩個黑洞相互環(huán)繞旋轉。周圍的彩色部分是對時空場的示意。兩個黑洞不斷地旋繞，由于加速運動釋放出引力波。它們的能量不斷減小，距離越來越近，最后并合的一瞬間就發(fā)出了引力波。

下面我把引力波探測的一些具體的信息跟大家交流一下。引力波大家覺得很神秘，很高大上的感覺。但是，我們探測到引力波，最終是在數據系統(tǒng)里看到了這樣的波形，那這樣的波形是一個什么樣的波形呢？

上面有三張圖，我們叫LIGO Hanford Data, LIGO是指激光干涉引力波天文臺。這個天文臺在美國是建了兩個。一個在漢福德（Hanford），這個地方在美國西北邊華盛頓州（Washington State），是華盛頓州的一個小鎮(zhèn)，這個天文臺觀測到了這樣的波形。幾乎同時在距離Hanford三千公里外的美國東南部的路易斯安那州的另外一個小鎮(zhèn)叫利文斯頓（Livingston），我們探測到另外一個藍色的波形。這兩個波形距離三千公里，要用光程來算的話，就是光走十毫秒的距離。你想象一個引力波從一個天文臺通過，再到達另外一個天文臺，平著掃過去，它們倆之間的時間距離應該是十毫秒，如果有一定角度，這個時間差就應該小于十毫秒。我們這次探測到的數據是6.9毫秒，它是從南半球天區(qū)過來先到達利文斯頓（Livingston）天文臺，然后到達漢福德（Hanford），所以這兩個曲線之間相差了6.9毫秒。如果我把一個曲線平移6.9個毫秒跟另外一個曲線放在一起的話，大家可以看到，這兩個曲線在對比的過程中，尤其在最重要的這部分，相似程度是非常高的。