看LIGO发布现场,听专家解读 | 人类再次探测到引力波!
北京时间6月16日凌晨,激光干涉仪引力波天文台(LIGO)科学合作组织和 Virgo科学合作组织在美国圣地亚哥举行的美国天文学会第228次会议上正式宣布,在高新LIGO探测器的数据中确认了又一起引力波事件。
这是继LIGO2015年9月14日UTC(协调世界时)9:50:45探测到首个引力波信号之后,人类探测到的第二个引力波信号。
看到朋友圈各种转发,各种点赞,你不禁竖起了大拇指:人类的宇宙探测,天文学发展终于又达到了一个高度,好伟大啊!然而内心里你还在纳闷儿:引力波是个啥玩意儿,为啥这么受重视呀,我还知道光波,电磁波,微波炉的波,碧波荡漾的波嘞......
Ok,“来点科学”(ID:zqbscience)给懵懂的你扔了一个引力波图片,你稳稳的接住了这个鼻孔一样的东西。
图片来源于网络
宇宙中的引力波,其实是来自天体的能量和质量变化,不同频率的引力波对应于不同的天体物理过程。
在人类现有的认知体系里,引力存在于宇宙所有物质和能量之间,是人类最早认识的一种基本作用力,正是引力作用支配着宇宙的形成和演化。
然而,人们对引力的认识却最不清楚——
从1687年牛顿发现万有引力定律,写下《自然哲学的数学原理》,到1915年爱因斯坦建立广义相对论,人类对引力的认识产生了革命性的飞跃,引力与时空紧密相联。
广义相对论预言了引力波的存在,认为引力波在宇宙中无处不在。但在人类发现的自然界4种基本相互作用中,引力是最弱的一种,只有“弱作用”的亿亿亿亿分之一。也因此,探测引力波长久以来成了诸多科学家的梦想。
Now,进入关键话题......
咱们先来看今日北京时间凌晨一点邱博(QHYCCD创始人邱虹云博士)在美国圣地亚哥海湾希尔顿酒店 LIGO发布会现场,向“来点科学”发回的一手独家照片,看看这些高端人士讲了个啥。
LSC发言人,路易斯安那州立大学物理与天文学教授Gabriela González宣布,LIGO再次发现黑洞并合产生的引力波!
发现时间:2015年12月26日UTC(协调世界时)03:38:53,即美国东部时间2015年12月25日22:38:53。
这个时间正处当地圣诞节,现场主持人称之为“爱因斯坦圣诞节”——爱因斯坦最早提出了引力波概念。这次的引力波发现,也被LIGO的科学家称之为来自爱因斯坦的圣诞礼物。
Gabriela González:我们很确信地通过LIGO探测器探测到了又一个引力波。它来源于距离地球14亿光年的两个黑洞,分别是太阳质量的8倍和14倍,聚合之后形成了一个质量相当于太阳21倍的旋转黑洞。
大会蹭完,听听专家如何解读......
提问:来点科学
回答:中科院高能物理所研究员 张双南,中科院理论物理所研究员 张元仲
来点科学:LIGO今天凌晨的这个成果让您感觉震撼吗?可否通俗地解读LIGO最新发布的成果?
张双南:技术上还是用的那台仪器,但是搜寻方法不太一样。LIGO第一次探测是直接在他的探测信号里就能看到,不需要太复杂的搜寻技术。这次,用了比较复杂的搜寻技术,因为这次信号强度不是很强,但持续时间更长,所以用了不同的搜寻技术把引力波事件从它的信号里面找出来。
来点科学:这次成果和今年春节的时候发布那个相比有什么区别,有很大的进步吗?
张双南:应该可以这么说,今年春节的事件,产生引力波的两个黑洞质量还是比较大一些,我们对它不了解,甚至不知道它们的存在。而这次引力波事件的两个黑洞,质量比较小,大概是十倍的太阳质量,是我们所熟悉的。
这就告诉我们,宇宙之中,确有不同的黑洞存在,这是我们之前不太了解的地方。另一个方面,产生引力波事件的机会比我们之前猜想的多了不少,可以看到以后会有更多的引力波探测事件。
张元仲:这次比上次的,黑洞质量要小一些,探测到引力波的源不一样,探测到引力波信号的特征跟源有关系,不同的源,引力波的波形特征有差别。
来点科学:之前胡文瑞院士说LIGO今年过年发布的成果只是证实了引力波的存在,是引力波研究的序曲,但主乐章还有待谱写,那今天凌晨LIGO发布的成果进入到主乐章了吗?
张元仲:主乐章这个概念没有严格的界线。就如同一百多年前知道了电磁波一样,电磁波最初发现了一定频率下的电磁波,后来又发现了伽马射线、X射线、紫外光、红外光等,这都是一系列的,所以哪个是主旋律,很难判断。
不管怎么说,都是LIGO一家探测到了两个事例。我们对电磁波的运用非常详细,每一个波段都有不同的运用。引力波刚刚开启,所以后续的工作还有很多,要探测各个频段的引力波和不同的天体,所以还是个序曲。
来点科学:这次LIGO的成果给了我们什么启示?
张双南:如果仅仅是靠理论的预演和基于现在天文观测的话,很多事情都是我们预测不到的。LIGO的探测让我们对宇宙当中的黑洞认识有了全新的变化,不能完全依赖于我们以前的知识和理论的预演,观测实验还是非常重要的。只有打开了一个新的窗口,具有了新的探测能力,我们才能对宇宙有更好的理解。
张元仲:探测的投资这么多是冒着很大的风险的。做决定的人就应该承担着巨大的风险。如果不愿意承担这样的风险,就永远得不到这样的发现。科学探索就是这样的。
来点科学:张双南老师,您参与的太极计划引力波项目进展如何?
张双南:科学院已经启动了一个引力波探测项目,太极计划也在其中,在开始关键技术和科学目标的研究,当然目前的经费还是比较少的。这次项目目前停留在启动层面,离真正实施还有距离,所以还是期待国家能真正开始做这个项目。
我们现在向发改委提交了项目建议,科技部同意了引力波专项研究的专家组,在研究如何来做全国范围内的引力波探测。如果这些计划能够启动的话,我国的引力波的探测就能得到很好的起点。
但整体来说,与欧美相比,由于前些年投入非常少,所以我们的起点很低。但是由于现在LIGO探测到的引力波,我们也比较确切的知道怎么来探测引力波了,可以少走很多弯路,也是一个后发优势吧。希望能够利用好后发优势,迎头赶上。
以前我们并不知道,引力波的探测能给我们带来些什么,LIGO很短时间之内给我们带来了许多惊喜,所以我们认为,扩大引力波探测的范围和手段,比如太极计划用的探测手段和LIGO是完全不一样的,探索引力波的波源——产生引力波的天体,也不一样,所以完全是另外一扇窗口。打开这扇窗口,一定也有许多令人激动的事情在等着我们。
相关阅读
编辑:灿灿
图片来源于QHYCCD创始人邱虹云博士
• End •
↑ 长按上图大科或小白,识别二维码一起玩 ↑
中国青年报·中青在线 出品
小邱之问全媒体工作室 制作