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茍利軍│引力波:帶人類傾聽星辰大海之聲(9)

摘要:北京時間2016年2月11日23:40左右,加州理工學院教授David Reitze宣布,人類首次發(fā)現(xiàn)了引力波。發(fā)布會上究竟揭開了哪些謎團?與之前的傳言有何不同嗎?中國科學院國家天文臺黑洞來客團隊主要成員茍利軍研究員,全面解讀了這場激動人心的發(fā)布會,并對這項具有劃時代意義的科學發(fā)現(xiàn)做了較深入的分析。

我們現(xiàn)在知道,不僅僅是雙中子星,雙黑洞也存在著這種比較強的引力波。在之后的70年代,也有兩個人,一個是麻省理工Weiss, 一個是Forward,他們想到可以利用Michelson干涉儀來測量引力波的存在。具體的測量原理非常簡單,就是說一束激光進來,如果它的位置沒有變化的話,分成兩束最終被反射回來,它們所形成的強度不會發(fā)生變化,但是如果距離發(fā)生了變化,所對應的相位發(fā)生變化,我們所觀測到的強度也會發(fā)生變化。如果一束激光一直在反射合并,它的強度沒有發(fā)生變化,那證明沒有引力波經過;那如果發(fā)現(xiàn)它的強度發(fā)生了變化,就可以間接推斷出引力波的存在。最終探測的強度與臂長是有關系的。所以如果我們把臂長做得非常長,這就相當于把信號放大了,那么,盡管引力波的信號比較弱,最終還是有可能被探測到。

圖片6

后來美國的LIGO探測器的臂長就做得非常的大,這是(圖片6)激光干涉探測儀的實驗圖。LIGO計劃是在1992年由美國的自然基金委員會開始資助的,它是世界上第一個大規(guī)模的引力波探測項目,是由加州理工和麻省理工的人建造的。麻省理工的人提出了探測的方法,加州理工在設備制造方面有非常強的技術,強強聯(lián)合,最終有了這個項目。LIGO包含了兩個探測器,一個是位于美國的華盛頓州Hanford城市,另外一個位于美國的路易斯安那州Livingston城市。

圖片7

這是Hanford的天文臺的照片(圖片7),我們可以看到,它有兩個4公里長的測量臂,呈L型。臂長做得足夠長就可以放大微弱的引力波信號。

圖片8

這是另外一個天文臺Livingston在路易斯安那州的觀測天文臺(圖片8),每個臂長也是四公里。

責任編輯:葉其英校對:李天翼最后修改:
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