杂志汇太空探索

来自宇宙的“蝈蝈声”——引力波

作者:易林

□ 易林


全球有14个国家90多家大学和机构参与LIGO科学合作项目


LIGO利用激光干涉仪探测引力波

北京时间2月11日23点30分,美国国家科学基金会在华盛顿特区国家媒体中心宣布:人类首次直接探测到了引力波! 一时间,引力波疯狂刷屏朋友圈,甚至出现了一批“A股概念股”。

该引力波(GW150914)是美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)两台孪生引力波探测器探测到的。两颗初始质量分别为29颗太阳和36颗太阳的黑洞,合并成了一颗62倍太阳质量高速旋转的黑洞,亏损的质量以强大引力波的形式释放到宇宙空间,经过13亿年的漫长旅行,于2015年9月14日中午11点(中欧时间)抵达地球。德国汉诺威爱因斯坦研究所意大利籍的博士后马可·蒂亚戈当时正坐在他自己的电脑前,远程观看LIGO的数据。引力波出现在他的屏幕上,就像一个被压缩了的曲线。蒂亚戈惊呆了,他的同事随后通知了位于美国路易斯安那州的LIGO控制中心。消息开始在上千名参与该项目的科学家中传播开来。事后证实,这个被称为天文学第一声“蝈蝈声”的引力波初始频率为35赫兹,接着迅速提升到了250赫兹,最后变得无序而消失,整个过程仅持续了四分之一秒。

引力波是爱因斯坦的广义相对论里最后一个未被证实的预言。爱因斯坦认为,引力是由于时间和空间的扭曲产生的。当两个黑洞彼此围绕,它们把周围的时空伸展和压缩,就像孩子们在蹦床上跑来跑去,生成可以传播到周边的振动,这些振动就是引力波。引力波来自宇宙各种源头,也经常路过我们身边,但它比束缚原子的电磁力还小,我们几乎感觉不到它们。爱因斯坦曾认为,引力波可能永远也不会被探测到。

探测到引力波不仅证实了爱因斯坦广义相对论对引力波的预言,也证明了宇宙暴涨理论的基础,还消除了把自然界强力、弱力、电磁力、引力这四种力用统一场论描绘的“拦路虎”,可以说开启了一个物理研究的新领域。

 

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