什么是引力波波在未来有可能作为一种杀伤性武器吗?

不久前获得诺贝尔奖什么是引力波团队又有重大发现在全球有几十家天文研究机构一起宣布,北京时间10月16日22点宣布了一个重大消息:在紫金山天文台的公告指出“我国忝文学家将与LIGO/Virgo科学合作组及世界上各主要天文台同步发布了重大天文发现”。下面我们一起来看看新什么是引力波波发现的最新最新消息吧!

不久前获得诺贝尔奖什么是引力波团队又有重大发现在全球有几十家天文研究机构一起宣布,北京时间10月16日22点宣布了一个重大消息:在紫金山天文台的公告指出“我国天文学家将与LIGO/Virgo科学合作组及世界上各主要天文台同步发布了重大天文发现”。下面我们一起来看看噺什么是引力波波发现的最新最新消息吧!

“重大发现”已不是秘密

LIGO就是在2016年初探测到第一个什么是引力波波信号的科学团队团队中的3位科学家刚在10月4日获得了诺贝尔物理学奖。

连LIGO的名字都出现了那这个重大发现基本就不是什么秘密了,一些天文学家稍作分析再结合全浗各大天文台都参与进来,就推测出了这个秘密其实是看到了新的什么是引力波波源

普通人可能不懂:这到底是个什么事儿呢?

简单来讲,这重大发现推翻了在此之前什么是引力波波事件中“黑洞不发光”的结论因为此前的4次什么是引力波波事件都是由于黑洞融合造成的,会发射什么是引力波波但是不会发光,而这次是由于两个中子星进行合并他们会发出强烈的光芒,而且一发光就被大家给捕捉到了因此才会有几十家天文研究机构联合发布。

所以在北京时间22点,在巨大舆论压力下这则重大新闻终于出现了,LIGO和Virgo探测器以及其他合莋对象没在今年8月探测到双中子星合并发出的新型什么是引力波波这也是人类首次探查到双中子星合并出现的什么是引力波波。所以楿信新什么是引力波波发现之后,科学家们会继续对它进行专研的

未来“科学大新闻”或由中国主导发布

这次的新什么是引力波波发现嘚新闻的出彩点就是我国紫金山天文台能够与美国宇航局联合发布。我国的南极巡天望远镜发挥了至关重要的作用

新什么是引力波波发現这重大新闻,也与我国将开展的什么是引力波波探测计划相关中国的科学家们也在不断发展和聆听其他的什么是引力波波,也许在未來不久科学界的重大新闻将由中国主导发布。

如果中国的天文研究进步了也需要人们群众自主的了解科学,传播科学知识增加科学茬社会的影响力,吸引更多的年轻人投身科学事业中我国的科学研究才会不断壮大。

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制作:知识分子 中国科普博览

监淛:中国科学院计算机网络信息中心

2016年2月12日对于很多国人来说,是再平凡不过的一个猴年春节假期中的一天但对于很多科学家来说,對人类整体来说它实在是值得载入史册的一天。

什么是引力波波音频图片来源:LIGO新闻发布会直播截图

激光干涉什么是引力波波天文台(LIGO)直接探测到什么是引力波波的新闻发布会,吸引了众多科学家守候这一成果的意义完全可以使得全世界沸腾——人类获得了全新的認识的一种能力,将进入什么是引力波波时代

为这一消息激动的除了科学家,还有爱好者们包括小编的一位好基友。作为如假包换的愛好者他在家里科普什么是引力波波,结果和牛顿的忠实拥趸父上大人差点打了起来依小编的愚见,他大概还是没说明白

为了避免這样的极小概率(can)事件(ju)再次发生在热心科普粉身上,知识分子联合中国科普博览邀请到国内外理论物理领域的多位专家,共同谈談什么是引力波波这件大事

一、科学家们究竟取得了什么成果?

李淼中山大学天文与空间科学研究院院长,主要研究方向为宇宙学、弦论、高能物理

李淼:人类首次探测到什么是引力波波首次探测到双黑洞合并

根据发表在物理评论通讯(PRL)2016年2月11号一期上的论文,《合並双黑洞系统什么是引力波波辐射的观测》:2015年9月14号协调世界时09:50:45 LIGO的两个什么是引力波波探测器同时探测到一个短暂的什么是引力波波信號,相对强度为1.0 ×10^-21 频率覆盖35到250赫兹。

根据爱因斯坦的广义相对论这个信号来自于双黑洞系统的合并。这个双黑洞系统距离地球大约为410兆秒差距也就是大约13亿光年(亮度距离)。两个黑洞的质量分别大约是36个太阳质量和29个太阳质量其中什么是引力波波辐射损失的质量夶约为3个太阳质量。

这个发现表明存在太阳质量级别的双黑洞系统是人类第一次探测到什么是引力波波,也是人类第一次探测到双黑洞匼并

以上基本上是这篇LIGO和Virgo合作论文摘要的翻译。

二、能否一句话说明什么是什么是引力波波

布鲁斯?艾伦(Bruce Allen),德国马克斯-普朗克什麼是引力波物理研究所(阿尔伯特?爱因斯坦研究所)所长LIGO科学合作组织(LSC)分布式计算项目Einstein@Home(意为“爱因斯坦在你家”)领导人。

布鲁斯?艾伦:什么是引力波波是时空曲率的涟漪从源处以光速传播。

马丁?亨得利(Martin Hendry),英国格拉斯哥大学天文与物理学院院长, 主要从事宇宙学和什么是引力波波天文学研究LIGO科学合作组织成员, LIGO科学合作组织教育与公众宣传小组副组长

马丁?亨得利:什么是引力波波是时涳中的涟漪,是宇宙中某些最激烈的事件产生的——例如恒星爆炸和黑洞碰撞(后者是我们这次探测到的类型)

三、这一成果有何意义,为什么它能让这么多科学家如此激动

陈雁北( Yanbei Chen),美国加州理工学院物理学教授主要从事什么是引力波波研究,LIGO科学合作组织成员

陈雁北:对广义相对论有了进一步的认识

什么是引力波波在广义相对论中是一个推论,并且是很重要的一个

什么是引力波波和电磁波,在数学上有一定的类似之处打一个比方,法拉第、麦克斯韦建立的电磁场理论推论出电和磁之间的联系。在最初这个联系体现在“电磁感应”,比如运动的电荷可以产生磁场而变化的磁场也可以产生感生电动势。从这些可以从理论上建立一个麦克斯韦方程组。泹是这个方程组又推论出一个新的现象,就是电磁波在电磁波里面,电场和磁场之间会有一个完全的转换电磁感应会把能量传播到無穷远处。在赫兹发现了电磁波并且测定了它的传播速度之后,电磁场理论才真正完整地被验证了

所以相比之下,只有探测到了什么昰引力波波研究了它的性质之后,才能说对广义相对论有了一个完整的认识

马丁?亨得利:创造了一个机会,而非解决了一个问题

我們探测的成果之一便是完成了对爱因斯坦广义相对论关键预测的最后验证但我觉得这并非是解决了一个问题。几乎所有的天文学家和物悝学家都完全相信什么是引力波波是存在的只是此前我们不能直接探测到它们。

事实上本来可能有一个大得多的问题那就是如果我们能够确认两个黑洞的合并没有发出什么是引力波波,因为这可以表明爱因斯坦的理论存在严重的问题——那会是令人震惊的要知道广义楿对论在不是那么极端的物理条件下取得了巨大的成功。

当然类似的评论可以应用在黑洞本身的存在性上。人们从电磁数据中得到了关於黑洞存在的很多间接证据但对它们的直接探测——通过它们发出的什么是引力波波——是一个惊人的发现。不过同样不是真正解决了┅个天文学和物理学中的问题

因此,我们不把这一发现当作是解决了一个问题而是认为它创造了一个巨大的机会。

苟利军(中国科学院国家天文台研究员恒星级黑洞研究创新小组负责人):基础科学的胜利,伟大理论的胜利

听到这个消息的时候有热泪盈眶的感觉。┅方面科研工作者,尤其是基础学科的科研工作者可能都是花费几十年时间来做这一件事。即使大家都相信什么是引力波波存在但洇为它太微小,很可能也是探测不到的在2000年左右,LIGO的创建人基普?索恩甚至认输了承认的确在第一阶段的时候没有探测到。直到升级後终于探测到什么是引力波波。这么多人为这一个信念奋斗几十年把这么困难的探测做到了。

另一方面爱因斯坦在一百年前就预言箌了什么是引力波波的存在,而它的广义相对论包含了宇宙中如此之多的现象一个非常简单的方程居然包含如此丰富的信息。这次探测箌什么是引力波波更验证了这个理论的震撼与伟大

四、探测什么是引力波波为什么这么难?

陈雁北:所产生的变化太微弱了

在人类能够感知的尺度下什么是引力波是一个很弱的相互作用。只有靠天文中大质量的星体的运动才能产生相对比较强一些的什么是引力波波。泹是就算是这样什么是引力波波对地面上的物质产生的影响也是微乎其微的。这次探测到的什么是引力波波振幅为10^-21,这就说明在LIGO中距离4公里的镜子,其相对距离只是变化了10-18米左右是原子核尺度的一千分之一。这么微弱的距离变化是人类在之前根本没法达到的,是精密测量科学的最前沿

五、既然探测什么是引力波波这么难,我们都有哪些手段探测什么是引力波波呢

苏萌,麻省理工学院物理系Pappalardo研究员研究兴趣高能天体物理学与宇宙学,主要集中在宇宙微波背景辐射、暗物质探测与宇宙射线物理学

苏萌:四种探测什么是引力波波嘚手段

目前为止探测什么是引力波波的主要手段有四种,分别针对不同天体物理与宇宙学起源的什么是引力波波信号

原初什么是引力波波信号是频率最低的什么是引力波波类型。针对当今的宇宙起源模型认为宇宙大爆炸时会发生宇宙时空剧烈的暴胀过程(inflation),由于时空的劇烈扰动会产生一个什么是引力波波的背景信号就是所谓原初什么是引力波波信号。这种什么是引力波波的波长跟整个宇宙的尺度差不哆大所以只能通过对宇宙大爆炸后遗留的光子场的信号(所谓宇宙微波背景辐射)来寻找原初什么是引力波波的信号。前不久颇具影响嘚Bicep2实验正是通过这种方式探测到了原初什么是引力波波的迹象本可以是实现首次什么是引力波波直接探测的实验,可惜后来更多数据和儀器的结果显示虽然测量结果没有问题,可是探测到的却是我们银河系自身的信号并不是来自于宇宙早期。

2.大质量黑洞并合时发出的什么是引力波波

这类什么是引力波波对应的频率在百万分之一到亿分之一赫兹

这种事件往往发生在星系与星系相撞的后期。人们想出一個绝妙的方法去试图观测这种天体物理过程发出的什么是引力波波:利用校准后的毫秒脉冲星!毫秒脉冲星是自转极快的带强烈磁场的中孓星顾名思义,这种脉冲可以作为一个时钟——可以达到原子钟级别的精确的时钟若干这样精确校准的毫秒脉冲星作为校准光源,利鼡地面上的大型地面射电望远镜作为探测器来观测大质量黑洞并合时发出的什么是引力波波

3.十万分之一到一赫兹的什么是引力波波

当频率提升到十万分之一到一赫兹,对应的信号来源更为丰富比如质量更小一些的大质量黑洞冰河过程的后期,银河系内的白矮双星甚至昰在宇宙早期所谓“电弱”相变过程可能产生的宇宙学尺度什么是引力波波。

探测的手段也是蛮拼的:空间卫星阵列!著名的LISA(光学干涉空間阵列)作为欧洲空间局批准的大型空间实验卫星项目将为实现这个目标再努力二十年左右。首颗技术验证星去年年底刚刚上天目前為止运行良好。我国中山大学领导的雄心勃勃的天琴计划是我国正在规划的空间探测什么是引力波波实验

什么是引力波波的高频段是几┿到几千赫兹,这就是这次LIGO-Virgo合作组宣布的首次什么是引力波波直接探测的频段主要的信号源是中子星、恒星级黑洞等致密天体组成的雙星系统。探测手段就是地面数公里的激光干涉装置

四种手段探测的什么是引力波波信号源不同,科学目标也不同

六、除了LIGO,还有哪些探测什么是引力波波的机构

七、为什么是LIGO探测到了?

布鲁斯?艾伦:感谢大自然

据我所知除了LIGO,目前还没有其它的机构探测到什么是引力波波。至于为什么是我们(实验装置)设计精巧、工作人员卖力、运气好(感谢大自然,什么是引力波波源的时间地点都无比合适)

马丁?亨得利:感谢有史以来最敏感的科学仪器

为达到令人震惊的灵敏度要求,在过去的几年里LIGO探测器设计的几乎每一个方面都被升级过。我们在格拉斯哥大学领导的英国研究机构联合会发挥了关键作用特别是在LIGO探测器核心区域发展、构造和安装灵敏的反射镜悬架,这对此次探测非常重要该技术是以我们在早期英国/德国GEO600探测器上的工作为基础的。这使得LIGO升级为Advanced LIGO可以说是有史以来最敏感的科学仪器,因此我们得以第一次直接看到黑暗的宇宙

八、这一成果将对这个时代的科学研究产生哪些影响?

布鲁斯?艾伦: 开辟全新的天文学研究领域

它将为天文学研究开辟一个全新的领域为研究黑洞和中子星等致密天体提供新的方法。

马丁?亨得利:什么是引力波波天文学领域的未来十分光明

总的来说我相信我们的发现是一个惊人的科学成就:它提供了黑洞存在的第一个直接证据,即它们可以以成对的形式存在而这些对可以碰撞和合并,并在这一过程中以什么是引力波波的形式释放大量能量这与广义相对论的预测惊人地一致。

但是我們的发现并不仅仅是检验爱因斯坦是否正确。探测什么是引力波波将有助于我们探测宇宙中情况最为极端的角落——黑洞的视界、超新星嘚最深处、中子星的内部结构——那些常规望远镜完全无法接近的区域

我们将在下一个十年见证Advanced LIGO探测器的进一步改进,以及全球探测器網络的扩展包括意大利的Advanced Virgo,日本的神冈什么是引力波波探测器(KAGRA)以及可能在印度的第三个LIGO探测器。这种增强的全球网络将显著提高峩们的确定什么是引力波波源位置以及更准确地估计它们物理性质的能力什么是引力波波天文学这一崭新的领域有着非常光明的未来!

苟利军:目前对黑洞研究的影响不大,但未来可期

这次探测到的什么是引力波波来自双黑洞的合并理所当然的吸引了我的注意。但限于目前的探测能力估计还很难给黑洞研究带来非常大的变化,

但是如果等到第三代以及空间探测器的发射之后,对于黑洞的研究会给峩们提供一种完全崭新的方式去研究黑洞。

首先:探测方式会对现有的方式做出一个补充我们理论上知道就我们银河系中有至少上千万個恒星级的黑洞,自从人类在60年代发现第一个黑洞天鹅座黑洞X-1以来到现在也仅仅确认了20多个黑洞,所以发现黑洞的速度是非常缓慢的朂主要的原因是黑洞没有辐射,难以观测但是如果有双黑洞的什么是引力波波的却给我们提供了另外一种全新的方式,很有可能会通过這种方式让我们发现很多在目前看来,也仅仅是个补充不能完全替代,因为他们探测的是不一样的黑洞类型

另外,研究方式上也不┅样我们或许知道,对于一个黑洞性质的描述我们通常有所谓的无毛定理,也就是只需要质量和角动量就可以完整描述黑洞在目前來看,我们现在都是通过电磁方式研究黑洞涉及到不同的波段,耗费的时间多时间而所观测的电磁信号来自于距离黑洞比较远的地方,而且可能电磁信号很容易受到吸收干扰所以往往得到的信息是不一定完整。但是什么是引力波波的波形却直接可以给出我们黑洞周围時空最直接最直接的信息也是最准确的。

当然随着什么是引力波波观测数据的积累我们对于一些黑洞相关的其他领域也会产生非常大嘚影响,比如恒星演化甚至星系演化和宇宙演化 等等。

九、中国在什么是引力波波研究方面有自己的计划吗

胡文瑞(中国科学院院士,流体力学专家):空间太极计划

2008年由中国科学院发起中科院多个研究所及院外高校科研单位共同参与,成立了中国科学院空间什么是引力波波探测论证组开始规划我国空间什么是引力波波探测在未来数十年内的发展路线图。

经过几年的努力目前已形成了一支以中国科学院科研人员为主的空间太极(Taiji)计划工作组。

太极计划是一个国际合作的空间什么是引力波波探测计划它有两个方案。方案I是参加歐洲空间局的eLISA双边合作计划今年秋天将召开第三次双方科学家会议,完成双边合作的可行性报告然后各自向主管部门呈报,由双方主管部门审批后执行国际上很希望能有二组空间什么是引力波波探测系统同时进行空间探测,彼此验证方案II就是发射一组中国的什么是引力波波探测卫星组,与2035年左右发射的eLISA卫星组同时邀游进行低频什么是引力波波探测。方案II拟于2033年前后发射实现我国大型先进科学卫煋计划的突破。届时中国卫星组与eLISA卫星组同时在空间独立进行什么是引力波波探测,互相补充和检验测量结果我国将成为国际上空间什么是引力波波研究最重要基地之一。以基础科学研究为牵引我国在空间科学研究、高端空间技术和科学卫星的整体水平上将会有一个質的飞跃。

(整理自胡文瑞院士2016年2月16日在新闻发布会的发言)

李淼:中国天琴空间什么是引力波波探测实验项目

天琴计划的出发点是切实根据我国的技术能力实际和未来几十年的发展前景提出我国自主开展空间什么是引力波波探测的可行方案。

在目前讨论的初步概念中忝琴将像LISA一样,采用三颗全同的卫星构成一个等边三角形阵列每颗卫星内部都包含一个或两个极其小心悬浮起来的检验质量。卫星上将咹装推力可以精细调节的微牛级推进器实时调节卫星的运动姿态,使得检验质量始终保持与周围的保护容器互不接触的状态这样检验質量将只在什么是引力波的作用下运动,而来自太阳风或太阳光压等细微的非什么是引力波扰动将被卫星外壳屏蔽掉高精度的激光干涉測距技术将被用来记录由什么是引力波波引起的、不同卫星上检验质量之间的细微距离变化,从而获得有关什么是引力波波的信息

与LISA或eLISA鈈同的是,天琴的卫星将在以地球为中心、高度约10万公里的轨道上运行针对确定的什么是引力波波源进行探测。这样的选择能够避免测箌什么是引力波波信号却无法确定什么是引力波波源的问题而且有望帮助节约大量卫星发射方面成本。天琴的实验技术方案会在未来的研究中进一步优化以实现其科学价值最大化。

对不同频段的什么是引力波波我国有不同的项目在计划或进行中。除了太极计划、天琴計划中科院高能物理所还提出了一个阿里计划,准备在西藏阿里天文台放置一个小型望远镜对北半球进行宇宙背景辐射的监测,从而間接地探测原初什么是引力波波

虽然到目前为止,我国还没有真正运行中的什么是引力波波探测器不过等到未来如果探测到什么是引仂波波探测后,需要进行波形拟合等涉及信息提取的工作非常复杂,国内已经有一部分人在做这方面的工作了像中科院数学所就有一些科研人员在做广义相对论的数值化,而且得出了很好的结果

十、进入什么是引力波波时代,未来的研究方向是什么

马丁?亨得利:什么是引力波波是否真的是以光速传播有待检验

在我们数据所显示的范围内可以找到被观察到的事件,但我们不能更准确地给出这一位置然而在未来,随着越来越多的什么是引力波波探测器被添加到我们的全球网络我们确定什么是引力波波源位置的能力将大大提高。

爱洇斯坦的理论预测什么是引力波波以光速传播,但我们的数据还不能完全确认是光速然而,我们希望在未来探索这一问题希望能检驗什么是引力波波是否真的是以光速传播。

苏萌:打开什么是引力波波研究宇宙的新篇章

LIGO探测到什么是引力波波将打开什么是引力波波研究宇宙的新篇章。未来的科学发展方向大致有三方面:

1.利用发出什么是引力波波的天体物理源研究宇宙学;

2.通过什么是引力波波直接探測研究黑洞并合成长的过程;

3.研究宇宙早期的极端物理过程帮助我们了解宇宙的起源、演化中的基础物理学原理。

十一、最后让牛顿嘚忠实拥趸承认人类探测到了什么是引力波波,一定要打一架吗

苟利军:这个问题……应该不需要打一架吧。这应该只是认识什么是引仂波的不同看法的问题牛顿认为只要有质量就有什么是引力波,而爱因斯坦提出了另一个观点有质量的物体引起了时空的弯曲,造成叻什么是引力波

在日常生活中,用牛顿的观点去理解是没有问题的但在某些情况下,是无法用牛顿的观点去解释的比如水星近日点嘚进动,就是无法用牛顿的观点来解释的

(编者按:牛顿认为,月球之所以会绕地球运转是它们之间存在万有什么是引力波的缘故。這什么是引力波像绳子或弹簧一样一头拴着月亮一头系着地球。一个形象的比喻就是投掷链球:地球是链球运动员而月亮是链球地球茬自己旋转的同时用铁链(万有什么是引力波)拉住月球,带它一块转当然,万有什么是引力波是无形的看不见摸不着,却如一条条鐵链拴住世间万物

而爱因斯坦认为,每个有质量的物体周围都会出现时空的“弯曲”这种弯曲就像在一层橡胶膜上放一颗铁球产生的凹陷一样。这时放在膜上的物体就要顺势滑向铁球在现实中,太阳的质量也在其周围产生空间弯曲行星在“弯曲”的空间里运动,看起来好像是绕着太阳转圈一样想象一下在漏斗侧壁上滚动的小球,只要它的速度合适就不会落入漏斗中。同样包括地球在内的行星嘟以恰到好处的速度绕太阳转动,因此不会被太阳这个“什么是引力波漏斗”吸入)

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  春天来了万物复苏,动物們也到了交……

  呃不对动物们干啥说不准,但人们的确是到了聚在一起交流感悟的时候。老朋友交流人生历程御宅族交流本月噺番,三姑六婆交流你的一切而你只想过年了好好歇着,顶多跟三五知己看看电影什么的

  重温经典爱情片是个不错的选择↓

  圖片来源:《泰坦尼克号》

  看着这一幕欢快的双人舞,我忍不住长叹一声:哎你们从这一幕看出了什么?

  完全入戏的朋友A:眼裏唯有对方的纯真爱情重点跑偏的朋友B:转到最快撒手就神作了。念物理系的朋友C:微不足道的什么是引力波波

  “哈?你在说神馬”

  什么是引力波波是啥?嗯...能吃吗

  杰克和露丝之所以会互相吸引,除了因为爱还因为质量。在爱因斯坦的描述中有质量的物体会使它周围的时空发生扭曲,物体的质量越大时空就扭曲得越厉害。

  如果你将时空看成一张大橡胶膜然后往上面放一个露丝,那么她的质量就会把橡胶膜往下压在旁近放一个杰克,你可以看到这个景象:

  由于请不起这俩明星这里只好用钢球替代一丅了。图片来源:apbiolghs/

  那么当有质量的杰克和有质量的露丝加速跳起转圈舞的时候,他们周围的时空会发生什么

  也正因如此,什麼是引力波波可以被用作窥探宇宙深处的工具正如露丝的裙裾甩出的香水味可以透露她不属于三等舱,什么是引力波波也携带着关于波源的信息如果人类能够截获这些信息,我们将能够利用全新的手段来研究黑洞、中子星等各种天体弄清发生在宇宙彼端的故事。

  哽重要的是由于有几乎不衰减的特性,它能帮我们洞悉整个宇宙的源头――不是某段爱情某种生物,某颗行星或者某个星系的起源洏是整个宇宙的起源。什么是引力波波的存在一经证实我们将以前所未有的方式看到塑造宇宙的力量。而一旦寻找到合适的什么是引力波波人们将能够为大爆炸理论和宇宙膨胀理论找到有利的证据。

  “同时那也将意味着我的预言又对了一个”

  想象一下在过去嘚所有时光,你对世界的理解都来源于道听途说直到有一天,你能睁开双眼阅读关于宇宙的故事对人类而言,获得探测什么是引力波波的能力就相当于睁开了这样一双眼睛。

  好想象完毕。我们睁开这双眼了吗还没有。

  直接探测什么是引力波波太!难!了!

  爱因斯坦预言什么是引力波波存在已经是100年前的事了但直到现在,科学家们搜集到的什么是引力波波存在的证据依然只是间接的毕竟,直接探测什么是引力波波太难了――将刚刚用身高打的比方换成技术要求这意味着什么是引力波波探测器要能够检测到约10^-21量级嘚长度变化。

  20世纪90年代麻省理工学院的莱纳?魏斯(Rainer Weiss)想到了一个绝妙的点子:用激光的干涉来测量什么是引力波波

  简单来說一束激光在经过一个半透镜后朝向两个互相垂直的方向前进,各自撞上一面反射镜反射回来重新汇聚。理论上只要反射镜与半透鏡的距离精确一致,汇聚后的激光能够由于干涉而相互抵消而一旦什么是引力波波经过,激光走过的距离被改变干涉现象也会因此发苼变化,从而被观测到

  这个点子后来受到了加州理工的著名什么是引力波学家基普?索恩(Kip S. Thorne)的关注(对,这老人家就是《星际穿樾》的科学顾问兼制片人)他发现在魏斯的方法上加些合理的改进,可能行得通

  于是,加州理工和麻省理工开展合作主导了两個激光干涉什么是引力波波观测台(LIGO)的建设。LIGO呈现巨大的L形每一边都有4千米长。

  位于华盛顿州汉福德的一台LIGO另一台LIGO在美国路易斯安那州的列文斯顿。图片来源:i2u2.org

  正常情况下LIGO发出的激光相互抵消,探测器将接收不到光信号;但如果什么是引力波波经过情况僦有所区别了:

  无论时空如何变化,光速是不变的如果激光跑过的路程被什么是引力波波拉长或者压短,激光通过该边的时长就会發生变化从而影响探测器的结果。理论上测量到了这些变化,科学家们就相当于测量到了什么是引力波波

  果然是好点子对吧?

  除了一点――从在附近疾驰而过的汽车到极其微弱的地震活动从仪器的轻微起伏到人为的信号改动,多得要命的各色因素都可以成為影响什么是引力波波测量的噪音这就好比要在极端嘈杂的聚餐现在分辨出用牙签在杯子上敲出的莫尔斯密码一样艰难――这也是为什麼要在相隔甚远的两地各设置一台LIGO,两边同时观测到一致的数据才更能说明问题。

  只是这样还不够在LIGO和意大利的VIRGO什么是引力波波探测器进行联合观测前,一个3人的秘密小组成立专门负责“搞破坏”:他们有可能会在观测数据中人为地注入信号。

  由于所有其怹成员都对这一过程一无所知,这种被称为“盲注”的手段能有效防止LIGO摆乌龙2010年9月16日,LIGO和VIRGO同时探测到一个信号方向大概来自大犬座。這个代号为“大犬事件”的消息立即让LIGO科学合作组织大为振奋大量的研究工作围绕大犬事件展开,论文有待发表新闻稿箭在弦上。

  然后盲注3人组出来宣布对此信号负责:大犬事件的数据,是他们人为放出的假信号

  ......这是在逗我?

  尽管这种让全人类空欢喜嘚事情简直是欺骗感情消耗资源浪费时间但这都是为了最大限度地保持小心谨慎。一旦LIGO宣布什么是引力波波的探测结果将没有任何办法检验这一论断。所以LIGO科学合作组织必须采取一切手段来确认结果的真实性。至今的所有失望都是为了在真正抓住什么是引力波波的那一天能够足够自信。

  那么除却各方面的干扰,LIGO探测到真正的什么是引力波波的机会有多大由于LIGO的设置所满足的测量要求仅能用於测量邻近星系里中子星或黑洞并合产生的什么是引力波波,它每年能遇见的什么是引力波波事件大概在1/10000件到1件之间也就是说,在想方設法排除假信号之后研究者还需要足够好的运气才能等到什么是引力波波的降临。

  运气对科学家来说,那种东西可没技术靠得住在停止运行、升级许多新技术以后,更新的高新激光干涉什么是引力波波天文台(aLIGO)去年正式投入运行跟LIGO相比,aLIGO变得更加灵敏在重噺运行几个月后,LIGO科学合作组织有了新的消息――

  我们检测到了什么是引力波波我们做到了!!”

  在美国国家科学基金会召开嘚发布会上,LIGO研究者公布了aLIGO在2015年9月发现了一个什么是引力波波信号这个信号源自两个巨大的黑洞,他们经历了漫长的绕转融合,通过什么是引力波波辐射能量越转越近,最终并合形成更大的黑洞经过10亿年的漫长旅行,这次并合产生的一小部分什么是引力波波信号抵達了地球LIGO在15年9月14日探测到了,最终将它命名为GW150914

  图为英国的科学家们正在进行发布前的科普

  刘慈欣的小说《朝闻道》中,掌握宇宙终极理论的外星文明“排险者”造访了地球在那个世界里,寻找终极理论所必须的能量将导致我们所在的宇宙毁灭;而为了多重宇宙的安全,他们又不能直接把终极理论的细节告诉人类但是一位地球物理学家提出,可以绕过这个所谓的知识密封准则:

  你把宇宙的终极奥秘告诉我然后毁灭我。

  事就这样成了他们用自己的生命,换取了短暂而永恒的领悟

  如果终极理论必将导致毁滅,那么排险者是如何得到它的呢在小说中,答案就是什么是引力波波上一个宇宙寻找终极理论的努力引发了真空衰变,但是在最后關头他们将获取到的知识编码在什么是引力波波之中,发射了出去排险者是我们宇宙中的第一个文明,也是唯一一个在什么是引力波波衰减到不可读之前破译了它的文明

  而现实中,站在排险者位置上的也许其实是我们人类。

  我们大概不会在真正的什么是引仂波波里找到现成的终极理论但是它所包含的信息,依然是创世的瞬间、黑洞的碰撞以及所有其他伟大的宇宙事件甚至蕴含着什么是引力波的本质。而就像所有的信息一样它不会永远存在下去。强大如LIGO的探测器也只能探测到临近的中子星和黑洞碰撞产生的什么是引仂波波蛛丝马迹;真正的宇宙历史性事件还在逐渐远去,什么是引力波波还在逐渐衰弱宇宙还在逐渐膨胀,检测并理解它的难度只会越來越大

  什么是引力波波和物质之间的相互作用极度微弱,因此它的衰减也是极度缓慢的可是,我们并不知道宇宙产生一个文明需偠多久刘慈欣在《三体》中用黑暗森林理论来解释费米悖论――为什么我们看不到外星人,但是现实中有两个更加简单的可能解释:苐一,智慧文明的诞生也许极端困难、极端罕见;第二我们有可能是宇宙间第一批(甚至第一个)文明。

  在这个意义上我们也许將是最初和最后的人。宇宙并不在乎其间发生了什么它自会按照自己的规律运行;而我们诞生在了一个幸运的时刻,或许能在不久的将來目睹终极理论的诞生甚至可能将是唯一亲自见证这一瞬间的文明。宇宙最不可理解的事情在于它竟然是可以理解的而倘若我们真的悝解了它,那将何其有幸!朝闻道夕死可矣;我们都将死去,但哪怕我们所创造的一切都将化为灰烬我们依然能知道宇宙初生的那个黎明,和宇宙最终灭亡的那个夜晚我们将凭知识超越时空――而今天,我们将在这条道路上迈出小小的又一步

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