人類再一次探測到引力波!
北京時間6月16日凌晨,美國激光干涉儀引力波天文臺(LIGO)科學合作組織和Virgo科學合作組織在美國天文學會第228次會議上正式宣布,再次“清晰”探測到來自兩個黑洞合并的引力波信號。
這是繼今年2月11日LIGO宣布探測到首個引力波信號之后,人類又一次探測到引力波信號。
來自愛因斯坦的圣誕禮物
LIGO這次探測到的引力波,是在世界協調時間2015年12月26日凌晨3時38分53秒抵達地球,其時是美國東部時間2015年12月25日22時38分53秒,正處于當地的圣誕節,加之愛因斯坦最早提出了引力波概念,所以LIGO的一些科學家便稱這次引力波的發現,是一份來自愛因斯坦的圣誕禮物。
“我們很確信通過LIGO探測器探測到又一個引力波。”在6月16日凌晨的會議上,LIGO相關負責人說,這次探測到的引力波來自于距地球14億光年的兩個黑洞,分別是太陽質量的8倍和14倍,聚合之后形成了一個質量相當于太陽21倍的旋轉黑洞。
何謂引力波?
宇宙中的引力波,其實是來自天體的能量和質量變化,不同頻率的引力波對應不同的天體物理過程。在人類現有的認知體系里,引力存在于宇宙所有物質和能量之間,是人類最早認識的一種基本作用力,正是引力作用支配著宇宙的形成和演化。
然而,人們對引力的認識卻并不清晰——從1687年牛頓發現萬有引力定律,寫下《自然哲學的數學原理》,到1915年愛因斯坦建立廣義相對論,人類對引力的認識才產生了革命性的飛躍,引力與時空緊密相聯。
愛因斯坦廣義相對論預言了引力波的存在,認為引力波在宇宙中無處不在。但在人類發現的自然界4種基本相互作用中,引力是最弱的一種,只有“弱作用”的億億億億分之一。也因此,探測引力波長久以來成了諸多科學家的夢想。
以后也許會有更多引力波事件
與LIGO第一次探測到的引力波相比,這次引力波事件的兩個黑洞,質量比較小,探測的難度也更大。
中科院高能物理所研究員張雙南說:“這次信號強度不是很強,但持續時間更長,所以用了不同的搜尋技術,把引力波事件從它的信號里找出來。”
張雙南告訴記者,兩次引力波的探測發現,一方面說明了宇宙之中,確有不同的黑洞存在,這是人類過去不太了解的地方;另一方面也說明,原來產生引力波事件的機會,比人類之前猜想的多一些,樂觀地展望,以后也許會有更多的引力波事件。
他說,如果僅僅是靠理論的預演,基于現在天文觀測,有些事情是人類預測不到的。然而,LIGO的探測讓人類對宇宙中的黑洞認識有了全新的變化。“只有打開了一個新的窗口,具有了新的探測能力,我們才能對宇宙有更好的理解。”張雙南說。
國內引力波探測需要“冒險精神”
談到自己參與的我國引力波探測項目——太極計劃,張雙南表示,中科院已啟動了一個引力波探測項目,但目前還停留在啟動層面,離真正實施還有一定的距離,因此他期待更高層面盡快意識到引力波探測的重要性,下撥相關經費,實施這一項目。
據張雙南介紹,目前該項目團隊已向相關部門提交項目建議,相關部門同意引力波專項研究專家組設置,并由其研究全國范圍內的引力波探測計劃。張雙南認為,如果這些計劃能夠啟動的話,我國的引力波探測就會有很好的起點。
中科院理論物理所研究員張元仲在接受中國青年報·中青在線記者采訪時說,引力波探測需要冒險精神和責任風險意識,“作決定的人就應承擔巨大的風險,如果不愿意承擔這樣的風險,很難得到巨大的發現。科學探索就是如此。”
張雙南告訴記者,從整體來看,與歐美相比,由于前些年投入較少,我國在這方面的起點較低。然而,LIGO探測到引力波也給了科研人員不少幫助——“我們也比較確切地知道了怎么探測引力波,可以少走很多彎路,也是一個后發優勢。”
張雙南說,以前并不知道引力波的探測能給人類帶來什么,但LIGO短時間內帶來的一個接一個的驚喜,讓國內科學家也“躍躍欲試”。國內不少科學家認為,擴大引力波探測的范圍和手段——采用LIGO不一樣的方式去探測引力波的波源——產生引力波的天體,則有可能打開另一扇窗。
“打開這扇窗,一定有許多令人激動的事情出現。”張雙南說。
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