科學(xué)家再次探測到引力波 “時空漣漪”知多少

　　中新網(wǎng)6月17日電 時隔四個月，美國激光干涉儀引力波天文臺(LIGO)再次放出重磅消息，宣布“又探測到了一個引力波事件”。人類第二次探測到被稱為“時空漣漪”的引力波，此消息一出，立刻在學(xué)界激起“千層浪”?？茖W(xué)家稱，這次探測進一步印證了愛因斯坦廣義相對論的正確性，同時也是天文學(xué)的一個里程碑。專業(yè)人士討論的火熱，那么，關(guān)于這次引力波發(fā)現(xiàn)，從科普的角度，我們應(yīng)該知道些啥？

　　“時空的漣漪”

　　要說發(fā)現(xiàn)引力波，首先要知道引力波是什么。早在百年之前，愛因斯坦就在其廣義相對論論文中對引力和引力波進行了論證。他提出，引力的本質(zhì)是時空幾何在物質(zhì)影響下的彎曲；引力的作用以波動的形式傳播，即引力波。

　　今年2月11日，美國科研人員宣布，他們利用激光干涉引力波天文臺(LIGO)于去年9月首次探測到引力波。這一發(fā)現(xiàn)印證了物理學(xué)大師愛因斯坦100年前的預(yù)言。

　　引力波的概念聽上去艱澀難懂，但用通俗的方法解釋，引力波就像一個池塘中投下一枚石子所引起的漣漪，只不過，引力波是時空的漣漪。

　　不過，100年來，誰也無法證實引力波存在，直到今年2月，美國科學(xué)家宣布他們首次探測到了引力波。這次引力波事件被認為印證了愛因斯坦的假說，因此也被稱為“來自愛因斯坦的圣誕禮物”。

　　兩次引力波都源自黑洞合并

　　根據(jù)愛因斯坦預(yù)言，強引力場事件可產(chǎn)生引力波，比如黑洞合并、脈沖星自轉(zhuǎn)以及超新星爆發(fā)等。而目前，科學(xué)家探測到的兩次引力波事件都是由黑洞合并引發(fā)的。

　　首次探測到引力波發(fā)生在去年9月14日。根據(jù)LIGO公布的信息，兩個質(zhì)量分別為約29倍太陽質(zhì)量和約36倍太陽質(zhì)量的黑洞不斷靠近，旋轉(zhuǎn)，并最終合并成一個黑洞。據(jù)推測，這次合并發(fā)生在13億年前，合并過程中產(chǎn)生的引力波經(jīng)漫長的傳播最終抵達地球。

　　引力波的引發(fā)過程。圖為示意圖，圖片來源：NASA

　　LIGO第二次探測到引力波，也就是此次宣布的“引力波事件”，是在去年的12月26日?？茖W(xué)家稱，兩個初始質(zhì)量分別為約14倍太陽質(zhì)量和約8倍太陽質(zhì)量的黑洞，合并成一個約21倍太陽質(zhì)量的旋轉(zhuǎn)黑洞，產(chǎn)生的引力波經(jīng)過14億年的漫長旅行，抵達地球。

　　此外，研究人員還曾捕捉到第三個“疑似信號”，但由于該信號太過微弱而無法確認。

　　美國天文學(xué)機構(gòu)功不可

　　兩次探測到引力波信號，美國激光干涉儀引力波天文臺(LIGO)功不可沒。而該項目能夠成功，靠的則是“幾十年磨一劍”，再加上那么一點運氣。

　　LIGO項目的構(gòu)想最早源于1967年。經(jīng)過持續(xù)不斷的研究論證，該項目1991年開建，1999年建成。2002年，LIGO項目正式開始探測，但直到2010年什么也沒找到。經(jīng)過5年的改造升級，2015年9月14日剛試運行沒幾天，沒想到就幸運的“撞到”了引力波。

　　2016年2月11日，耶路撒冷，希伯來大學(xué)的愛因斯坦檔案館館長Roni Gross展示愛因斯坦有關(guān)引力波的原始文件。

　　值得一提的是，在作為中國大陸唯一LIGO科學(xué)合作組織成員，清華大學(xué)研究團隊也在探測引力波的項目中作出了貢獻。

　　探測到引力波的意義

　　LIGO科學(xué)合作組表示，第二次探測到引力波的一個重要意義在于，它能夠幫助估算黑洞合并事件的發(fā)生概率。

　　LIGO項目組稱，一次探測可能只是個例，而此番再次探測到引力波則證明引力波信號的探測并非罕見事件，有理由預(yù)期未來還將有更多探測案例的出現(xiàn)，從而真正開啟一個全新的“引力波天文學(xué)時代”。

　　科學(xué)家稱，以前天文學(xué)只能借由電磁波進行觀測，但很多物質(zhì)靠電磁波觀測是看不到的?，F(xiàn)在測到引力波之后，可以借由引力波觀測天體，比如黑洞、暗物質(zhì)等，研究宇宙早期的結(jié)構(gòu)和演化。