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引力波又被刷屏了,这一次有什么不同?

北极蚊子 2017-10-17 11:35

北京时间16日晚,美国激光干涉仪引力波天文台(LIGO)宣布,今年8月探测到由双中子星合并产生的新型引力波,这是人类首次探测到双中子星合并产生的引力波。我国的南京紫金山天文台等全球70家机构参与了联合发布。

引力波不愧为今年物理学的大热门,瑞典斯德哥尔摩当地时间10月3日,瑞典皇家科学院将2017年诺贝尔物理学奖授予Rainer Weiss,Barry C. Barish和Kip S. Thorne,以表彰他们在引力波研究方面的贡献。在不负众望摘下诺贝尔物理学奖的荣誉之后,再次迎来引力波的重磅消息。

如何理解引力波?

对普通人而言,怎样理解引力波这个概念呢?通俗来讲,引力波就像一个池塘中投下一枚石子所引起的涟漪,只不过,引力波是“时空的涟漪”。

根据此前爱因斯坦预言,强引力场事件可产生引力波,比如黑洞合并、脉冲星自转以及超新星爆发等。此次最新的发现,这将开启引力波天文学的新时代,被天文学专家称为是“多波段、多媒介观测引力波”的时代。

100多年前,爱因斯坦的广义相对论预言了引力波的存在,但直到2015年才首次获得证实,用了几乎百年的时间。从2015年9月至今,科学家已经五次探测到引力波。而这一次的意义重大,是人类历史上第一次观测到了“双中子星并合”所引发的引力波,不同于之前四次都是“双黑洞”融合所引发的引力波。

“双黑洞合并”产生的引力波仅持续一秒甚至更短时间不同,“双中子星并合”引力波的持续时间能达到数秒、数分钟甚至数小时。这从时间上保证了科学家能用更多的时间来对引力波进行细致的观察。

除了引力波,电磁对应体作用强大

此外,这个过程中不仅向外辐射出引力波,还会在多个波段发出电磁辐射,从而被望远镜观测到。那些在发出引力波同时,又被望远镜观测到的天体被称为引力波的电磁对应体。

电磁对应体的作用非常大。由于引力波信号自身存在一定缺陷,比如信号十分微弱,信号源的定位误差非常大,仅仅利用引力波探测无法确认信号来自哪里。只有实现引力波与电磁波的联合探测,才可以证认引力波源的天体物理起源,并对其天体物理性质开展进一步的研究。

“双中子星并合”引力波被发现之后,人类不仅可以据此更好地验证爱因斯坦的广义相对论,也可以为中子星的起源提供更多线索。

比如,引力波的细节可以解开中子星内部结构的奥秘,以及搞清两颗中子星合并之后到底是形成了一颗新的中子星,还是一个新的黑洞。双中子星合并是金银等重金属的形成机制,探测这样的过程能够帮助人类理解化学元素的起源,甚至还可以解开地球上黄金的由来。

引力波的探测对宇宙起源等诸多秘密的探索,是一个“令人激动的里程碑”,为人类探测未知世界打开了新的一幕,接下来或是令人振奋的引力波天文学新时代的到来。 

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