科學家探測到新型引力波:“時空漣漪”知多少?

  10月16日電 綜合報道,美國鐳射干涉儀引力波天文臺(LIGO)再次放出重磅訊息,宣佈“探測到中子星併合產生的引力波”。那麼,被稱為“時空漣漪”的引力波到底是什麼?多次發現引力波又有怎樣的重要意義?

  “時空的漣漪”知多少?

  要說發現引力波,首先要知道引力波是什麼。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,引力的本質是時空幾何在物質影響下的彎曲;引力的作用以波動的形式傳播,即引力波。

科學家探測到新型引力波:“時空漣漪”知多少?

  2017年1月4日,鐳射干涉引力波天文臺(Laser Interferometry Gravitational-wave Observatory,簡稱LIGO)收到了一個難以察覺的訊號,科學家們在經過分析後,迅速將其確定為引力波。

  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16年2月,美國科學家才宣佈他們於2015年9月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“來自愛因斯坦的聖誕禮物”。

  而且,此前4次發現的引力波都是可以“聽到”的。在一片嘈雜的背景噪音中,一聲“噗”的清脆聲響,如水滴落水,持續時間短暫得不到1秒,這正是由引力波轉化成的宇宙之聲。第5次發現的引力波,不僅能“聽到”,還能用天文望遠鏡“看到”。

  探測到引力波的意義

  科學家稱,以前天文學只能藉由電磁波進行觀測,但很多物質靠電磁波觀測是看不到的。現在測到引力波之後,可以藉由引力波觀測天體,比如黑洞、暗物質等,研究宇宙早期的結構和演化。

  引力波是愛因斯坦廣義相對論實驗驗證中最後一塊缺失的“拼圖”,它的發現是物理學界里程碑式的重大成果。

  LIGO專案組曾在第二次探測到引力波後稱,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訊號的探測並非罕見事件,有理由預期未來還將有更多探測案例的出現,從而真正開啟一個全新的“引力波天文學時代”。

  在第四次探測到引力波後,有科學家表示,相隔萬里的探測器首次共同探測到引力波,對旨在破解宇宙奧秘的國際科學探索來說,是一個“令人激動的里程碑”。

  此次首次發現新型引力波同樣具有重大意義。黑洞合併產生的引力波訊號通常持續不到一秒,而中子星合併產生的訊號能持續一分鐘。另外,中子星比黑洞質量小,產生的引力波能量更小,訊號衰變時間更長。因此探測中子星合併產生的引力波訊號,不僅能更精準地驗證愛因斯坦相對論對引力波的預測,還能為研究中子星起源提供更多線索。

  而且,科學家們首次在可見光下直接觀測到引力波,引力波探測將迎來全新時代。即繼透過“聽”時空漣漪的振動訊號後,傳統望遠鏡還能透過“看”來捕捉引力波訊號。

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