不明觉厉？！一篇文章让你彻底搞懂引力波
北京时间16日晚22时，
包括我国在内的多国科学家宣布，
人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波，
并同时“看到”由这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。
由加州理工学院和牛津大学提供的图片显示的是双中子星GW170817合并的射电波观测图象。（新华社供图）
由加州理工学院和牛津大学提供的图片显示的是双中子星GW170817合并的射电波观测图象。（新华社供图）
美国东部时间8月17日8时41分（北京时间20时41分），美国“激光干涉引力波天文台”（LIGO）捕捉到这个引力波信号。此后2秒，美国费米太空望远镜观测到同一来源发出的伽马射线暴。
这是人类历史上第一次使用引力波天文台和电磁波望远镜同时观测到同一个天体物理事件，标志着以多种观测方式为特点的“多信使”天文学进入一个新时代。
引力波到底是啥？为什么它如此受关注？
一张图读懂引力波
（科技日报供图）
引力波是爱因斯坦在广义相对论中的一种设想，这种设想来源于引力的辐射理论。
打个比方，如果将宇宙看做是一个橡胶膜，在一个平整的橡胶膜上放置物品，会造成橡胶膜发生形变和下陷。那宇宙中的星体就相当于放在橡胶膜上的物体，会对周围的时空造成压缩，拉伸和形变。所以当大质量的物质在时空中运动时，附近的曲率就会随之改变，所产生的变化会以光速像波一样向外传播，而这种时空的波动就是我们神秘的引力波。如果用一种文艺的比喻来形容这种现象的话，我们可以叫它“时空的涟漪”，就像平静的湖面因为一颗石子落水而荡起的波纹。
中国彗星卫星做出重要贡献
我国包括南极巡天望远镜AST3-2、国内第一颗空间X射线天文卫星慧眼望远镜在内的多台设备参与观测引力波事件，我国科研人员还借助引力波光谱解开了宇宙中金、银等超铁元素的产生之谜。
南极巡天望远镜
南极这个望远镜是中国自主研发的首台全自动无人值守望远镜，由中国南极天文中心、中国科学技术大学、南京天文与光学技术研究所、南京大学天文与空间科学学院联合开发和维护。
昨天晚上10点发布的这个大新闻，也和中国即将开展的引力波探测计划密切相关。中国天文学家们正在紧张地开展工作，计划在太空实现“空间太极计划”“天琴计划”，在西藏实现“阿里实验计划”，聆听其他来源的引力波。也许未来的“科学大新闻”就是由中国科学家主导发布了。
2017年8月17日，第4例引力波事件发生后的第3天，美国激光干涉引力波观测台LIGO又发现一个新的引力波信号GW170817。与前4例黑洞合并所产生的引力波不同，GW170817是一个由双中子星合并产生的引力波。全球约70个地面及空间望远镜从红外、X光、紫外和射电等多个波段开展后续观测。
身在南京的中科院南极天文中心的年轻成员胡镭，是第一个注意到南极巡天望远镜AST3-2“有情况”的人。
胡镭透露，8月18日中午，南极团队获知引力波信号准确方位后，立刻调整巡天望远镜角度，把望远镜观测角度拉到极限，历时10天，每天2小时，终于在预期坐标内看到了那个宝贵的亮点。中国在南极抓住了这个机会！
引力波是如何被检测到的？
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引力波。
简单来说，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，只要反射镜与半透镜的距离精确一致，汇聚后的激光能够由于干涉而相互抵消。而一旦引力波经过，激光走过的距离被改变，干涉现象也会因此发生变化，从而被观测到。
这个点子后来受到了加州理工的著名引力学家基普·索恩（Kip S. Thorne）的关注（对，这老人家就是《星际穿越》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，主导了两个激光干涉引力波观测台（LIGO）的建设。
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；但如果引力波经过，情况就有所区别了。
引力波的发现能给我们带来什么？
激光干涉引力波天文台（LIGO）
引力波是一种以光速传播时空的信号，且具有几乎不衰减的特性，被认为是未来宇宙沟通最好的方式。因为电磁波容易被削弱，穿透性不强，所以在宇宙沟通中容易流失信息。并且电磁波是在宇宙形成的38万年后，才逐渐开始穿透宇宙的物质来到我们的世界，于是引力波也就成为帮我们了解宇宙源头的唯一工具。
观测数据显示，在这两颗中子星的合并现场可以观察到明显的迹象，显示那里合成了大量重元素，包括金，铂和铀等。这回答了一个长期悬而未决的问题：宇宙中的重元素从何而来？
科学家们的计算显示，今年8月17号观测到的中子星合并事件，产生了相当于10倍地球质量的黄金和铂金。这些重元素在这里被制造出来，并随后被撒播到宇宙各处，或许其中一部分会有一天落到地球上，最终成为了我们婚礼上的爱情信物。
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资料来源：凤凰卫视美洲台、知乎等
编辑：巴塔木
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