与爱因斯坦跨越时空的世纪对话 | UofG 引力波研究

今年年初，Prof. James Hough 因他在引力波研究上成就受封骑士。上周，格拉斯哥大学为他举行了庆祝活动。让我们一起走近这场与爱因斯坦的世纪对话，与格拉斯哥大学的引力波研究。

威廉王子和 Prof. James Houg

地球为什么没有流浪

1933 年，爱因斯坦来到格拉斯哥大学，他在这里进行了关于《广义相对论》的演讲，并获得格拉斯哥大学的荣誉博士学位。《广义相对论》发表于 1916 年，这是一部关于时空引力的理论。他提出，引力的本质是“物质使得时空弯曲，弯曲的时空使得物质运动”。例如太阳弯曲了周围的时空，行星们围绕太阳的公转的轨道是这样弯曲时空中最自然的轨道，于是地球被扭曲的空间“紧紧抓住”。这是一个全新的时空观，刷新了人类对宇宙的认知。

爱因斯坦在格拉斯哥大学

时空的涟漪

引力波作为广义相对论的自然预言，常年以来由于实验上的困难而没有被证明。2015 年，在近一个世纪之后，科学家们终于探测到了引力波，证明了爱因斯坦的相对论，开启了人类认知宇宙的新篇章。鱼在平静的湖面游动，会产生层层涟漪，大质量天体的运动也搅动起时空的涟漪，这就是引力波。

图源：科学认识论

美国激光干扰引力波观测站 (LIGO) 探测到了两个黑洞碰撞产生的引力波。除了证实爱因斯坦的预测之外，这一次探测是黑洞存在的首个直接证据，也是人类首次观测到黑洞的合并。格拉斯哥大学引力波研究中心 (IGR) 作为 LIGO 的国际合作研究机构，对探测引力波也做出了重要贡献。 

五十亿年前的碰撞

探索的脚步从未停止。2018 年，格拉斯哥大学引力波研究中心发布了在 LIGO 和 Virgo (欧洲“处女座”引力波探测器) 收集的大量新的引力波信号。

这次发布的新数据来自三对黑洞和一对中子星碰撞合并产生的引力波，其中包括迄今已知质量最大、距离最远的黑洞碰撞。大约在五十亿年前，几乎五个太阳质量的能量被转换成了引力辐射。

这也是科学家第一次观测到了中子星合并的引力波，中子星是黑洞之外密度最大的星体，也是恒星的终点之一。更重要的是，这次碰撞是以引力波和光这两种不同形式的辐射同时被观察到。这篇新发表的论文代表了引力波天文学领域又向前迈出了重要的一步！

引力波之外的故事

在 2016 年科学家们宣布探测到引力波的消息之后，众望所归，2017 年 10 月，引力波的研究获得了诺贝尔物理学奖。获奖的是 LIGO 的创始人 Prof. Rainer Weiss 和 Prof. Kip Thorne，以及对完成项目有着重要贡献的 Prof. Barry Barish。Thorne 和 Barish 曾分别于 2001 年和 2013 年获得格拉斯哥大学颁发的荣誉博士学位。

Prof. Ronald Drever

LIGO 的另一位创始人 Prof. Ronald Drever 因阿兹海默症不幸于 2017 年年初去世，他曾在格拉斯哥大学完成了本科和博士的教育，并在去美国之前在格拉斯哥大学进行了几年的研究工作，组建了格拉斯哥大学的引力波研究团队。在 Drever 逝世后，他的家人向格拉斯哥大学捐款五十万英镑，这笔捐款拿来设立了一项硕士研究奖学金。

Prof. Sheila Rowan 与 Prof. James Hough

Drever 当年在格拉斯哥大学指导的博士生 James Hough，后来成为首位格拉斯哥大学引力波研究中心主任，James 带领研究团队制造了早期引力波探测器，为 LIGO 提供了数十年的学术和技术支持。研究中心十几位研究人员获得了爱丁堡皇家学会颁发的主席勋章；研究中心主任 Prof. Sheila Rowan 成为英国皇家学会院士；Prof. James Hough 在白金汉宫受封骑士。

威廉王子和 Prof. James Houg

我们特别制作了这个视频，他曾经的中学老师、同窗和同事们聊了聊他们眼中的 James。大科学家也有可爱的一面，他喜欢各种图案的花毛衣！还有一些小时候的故事，比如他曾经就读于智商 140 以上的“天才班级”。

感谢格拉斯哥大学引力波研究中心以及全球上千位科学家们对引力波卓越的研究，是他们数十年的努力完成了与爱因斯坦的世纪对话，并不断前进，带领人类翻开探索宇宙具有里程碑意义的新篇章！

——————  近期回顾  ——————

▼ 十八般武艺，格拉斯哥庆祝春节的打开方式

▼ 一封给格拉斯哥大学的表白书 | 情人节

▼ Team UofG 给大家拜年啦 | 新春视频

▼ 法学院周照峰博士：感恩和归属感让我回访母校 | 专访

▼ 知否知否，格拉斯哥大学有位神秘校友 | Doctor Who