時(shí)隔四個(gè)月，美國(guó)激光干涉儀引力波天文臺(tái)(LIGO)再次放出重磅消息，宣布“又探測(cè)到了一個(gè)引力波事件”。人類第二次探測(cè)到被稱為“時(shí)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(cè)進(jìn)一步印證了愛因斯坦廣義相對(duì)論的正確性，同時(shí)也是天文學(xué)的一個(gè)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(shí)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(duì)論論文中對(duì)引力和引力波進(jìn)行了論證。他提出，引力的本質(zhì)是時(shí)空幾何在物質(zhì)影響下的彎曲；引力的作用以波動(dòng)的形式傳播，即引力波。
今年2月11日，美國(guó)科研人員宣布，他們利用激光干涉引力波天文臺(tái)(LIGO)于去年9月首次探測(cè)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(gè)池塘中投下一枚石子所引起的漣漪，只不過，引力波是時(shí)空的漣漪。
不過，100年來，誰也無法證實(shí)引力波存在，直到今年2月，美國(guó)科學(xué)家宣布他們首次探測(cè)到了引力波。這次引力波事件被認(rèn)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(qiáng)引力場(chǎng)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(cè)到的兩次引力波事件都是由黑洞合并引發(fā)的。
首次探測(cè)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(gè)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(gè)黑洞。據(jù)推測(cè)，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(zhǎng)的傳播最終抵達(dá)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(cè)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(gè)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(gè)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(zhǎng)旅行，抵達(dá)地球。
此外，研究人員還曾捕捉到第三個(gè)“疑似信號(hào)”，但由于該信號(hào)太過微弱而無法確認(rèn)。
美國(guó)天文學(xué)機(jī)構(gòu)功不可沒
兩次探測(cè)到引力波信號(hào)，美國(guó)激光干涉儀引力波天文臺(tái)(LIGO)功不可沒。而該項(xiàng)目能夠成功，靠的則是“幾十年磨一劍”，再加上那么一點(diǎn)運(yùn)氣。
LIGO項(xiàng)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(xiàng)目1991年開建，1999年建成。2002年，LIGO項(xiàng)目正式開始探測(cè)，但直到2010年什么也沒找到。經(jīng)過5年的改造升級(jí)，2015年9月14日剛試運(yùn)行沒幾天，沒想到就幸運(yùn)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(zhǎng)RoniGross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(guó)大陸唯一LIGO科學(xué)合作組織成員，清華大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)也在探測(cè)引力波的項(xiàng)目中作出了貢獻(xiàn)。
探測(cè)到引力波的意義
LIGO科學(xué)合作組表示，第二次探測(cè)到引力波的一個(gè)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(xiàng)目組稱，一次探測(cè)可能只是個(gè)例，而此番再次探測(cè)到引力波則證明引力波信號(hào)的探測(cè)并非罕見事件，有理由預(yù)期未來還將有更多探測(cè)案例的出現(xiàn)，從而真正開啟一個(gè)全新的“引力波天文學(xué)時(shí)代”。
科學(xué)家稱，以前天文學(xué)只能借由電磁波進(jìn)行觀測(cè)，但很多物質(zhì)靠電磁波觀測(cè)是看不到的。現(xiàn)在測(cè)到引力波之后，可以借由引力波觀測(cè)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。
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