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茍利軍│引力波:帶人類(lèi)傾聽(tīng)星辰大海之聲(4)

摘要:北京時(shí)間2016年2月11日23:40左右,加州理工學(xué)院教授David Reitze宣布,人類(lèi)首次發(fā)現(xiàn)了引力波。發(fā)布會(huì)上究竟揭開(kāi)了哪些謎團(tuán)?與之前的傳言有何不同嗎?中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)黑洞來(lái)客團(tuán)隊(duì)主要成員茍利軍研究員,全面解讀了這場(chǎng)激動(dòng)人心的發(fā)布會(huì),并對(duì)這項(xiàng)具有劃時(shí)代意義的科學(xué)發(fā)現(xiàn)做了較深入的分析。

我們?cè)倏匆幌逻@幾次飛躍或者說(shuō)變革,不管是伽利略還是楊斯基,以及后來(lái)的X射線(xiàn),都相當(dāng)于探索的我們所熟知的電磁波譜上的不同部分。射電部分比光學(xué)的能量要低一些,而X射線(xiàn)要比光學(xué)高一些,但它們都是電磁波譜。

第四次的變革或者說(shuō)飛躍,距離我們非常近。在1987年,當(dāng)大麥哲倫星云中,有一個(gè)非常明亮的超新星爆發(fā)了,我們現(xiàn)在稱(chēng)之為1987A。在這次爆發(fā)之前,有兩個(gè)地點(diǎn)觀測(cè)到了這顆超新星爆發(fā)中微子信號(hào),一個(gè)是美國(guó)的戴維斯,另一個(gè)是日本的小柴昌俊,他們都在爆發(fā)之前就探測(cè)到了。這是人類(lèi)第一次在太陽(yáng)之外探測(cè)到了中微子信號(hào)。所以這次探測(cè)信號(hào)的意義重大,也因此而開(kāi)創(chuàng)了一門(mén)新的天文學(xué)科——中微子天文學(xué)。相比之前的三次,中微子是不同于光子的另外一種粒子,意義也非常重大,我們叫做第四次飛躍。

引力波的發(fā)現(xiàn)是第五次飛躍。之前不管是電磁波還是中微子,都相當(dāng)于給我們提供了一幅圖象。而引力波給我們聽(tīng)到的是一個(gè)聲音,所以又是完全不同于前四次的飛躍,我們稱(chēng)之為第五次飛躍。我們現(xiàn)在正處于大門(mén)剛剛打開(kāi)的時(shí)刻,引力波究竟會(huì)帶給我們什么樣的這種星空,還需要我們以后進(jìn)一步的探索,但是我們相信是非常豐富多彩的。

二、引力波的發(fā)現(xiàn)

我們剛才講述了引力波探索的意義,現(xiàn)在回歸到新聞發(fā)布會(huì)的一些結(jié)果,下面我給大家講述、解釋一下引力波具體是什么和產(chǎn)生引力波的天體,除了黑洞之外還有什么樣的天體,以及引力波到底是怎么被探測(cè)到的。 

1、引力和時(shí)空的認(rèn)識(shí)歷史

圖片1

這張圖大家可以看到,最上面的圖可以看到信號(hào)的強(qiáng)度,是從弱一直變強(qiáng),到最后變?nèi)?,最?qiáng)的地方代表了兩個(gè)黑洞合并結(jié)束了。合并結(jié)束以后,引力波就消失了,所以它的信號(hào)就完全變?nèi)趿?。中間一欄是我們的理論跟觀測(cè)相擬合,可以看到擬合得非常好。既然探測(cè)到了,大家應(yīng)該很期待了解到底什么是引力波。那引力波是什么呢?要理解引力波,首先要理解引力。

責(zé)任編輯:葉其英校對(duì):李天翼最后修改:
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