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曹軍威:宇宙天籟——引力波(8)

摘要:引力波的直接探測,震驚全球,無疑是本世紀(jì)迄今為止,在天文學(xué)領(lǐng)域最具里程碑意義的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一,就像望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明或太空無線電波的發(fā)現(xiàn)一樣。發(fā)現(xiàn)引力波的意義,不僅是驗(yàn)證廣義相對論,更對天文探測起著無比重要的作用。比如,之前,幾乎沒有人會相信第一個(gè)探測到的引力波信號會是雙黑洞并合,而且是質(zhì)量如此之大的黑洞雙星。通過這一次觀測,科學(xué)家知道了數(shù)十倍太陽質(zhì)量的黑洞是可以存在的。這一切,都無法通過傳統(tǒng)的電磁波天文學(xué)得到,因此,引力波天文學(xué)將成為21世紀(jì)的天文學(xué)。

地下的引力波探測,其設(shè)備造價(jià)也會更高,在地下構(gòu)建一個(gè)三角形的,由三個(gè)激光干涉儀組成的天文臺,臂長是十公里的巨大探測器,所以它的探測精度更高。當(dāng)然還有其他的方式,比如空間引力波探測,如果我們把激光干涉儀發(fā)射到空間,它的直觀好處大家可以想,空間本身就是真空的,它受到的干擾就小,而且衛(wèi)星之間,激光可以打的距離也更長,甚至臂長可以達(dá)到上百萬公里長,這樣的話探測到的引力波頻段就不一樣了,可以探測到超低頻的引力波,我們國家也有一些計(jì)劃,但也都沒有獲得資助。

給大家做一個(gè)電磁波和引力波的直觀類比。150年前,麥克斯韋爾寫下了電磁波的方程,21年以后赫茲就用實(shí)驗(yàn)的方式探測到了電子波的存在。到了2015年所有電磁波的頻段都獲得了應(yīng)用。1916年,愛因斯坦預(yù)測了引力波的存在,1993年我們有一個(gè)間接的引力波探測證據(jù),到2016年我們有一個(gè)直接的引力波探測的證據(jù)。但是目前為止,我們還不知道如何來應(yīng)用引力波,也許未來一百年,人類會找到應(yīng)用引力波的方式。引力波和電磁波到目前為止,雖然在想象上非常類似,但是目前為止還不能從理論上去統(tǒng)一它們。愛因斯坦晚年也在致力于把引力和電磁統(tǒng)一起來,但是目前為止還沒有做到,這都是未來的一些研究方向。

很多人會問我,會不會由于發(fā)現(xiàn)了引力波,未來就會產(chǎn)生類似時(shí)空穿越,星艦文明的事情?我想這個(gè)過程是非常漫長的,如果真的有一天,人類能夠?qū)崿F(xiàn)這些愿景,那么這次的引力波的直接探測應(yīng)該是非常好的起點(diǎn),是有歷史意義的起點(diǎn),它不僅僅是重大的發(fā)現(xiàn),而且它是一個(gè)重大的開始。

今天的交流就到這里,謝謝大家。

(根據(jù)宣講家網(wǎng)報(bào)告整理編輯,

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責(zé)任編輯:李天翼校對:葉其英最后修改:
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