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引力波全新的探測方式,使科學(xué)家能夠聆聽宇宙

幽幽龍仔
從古代歷史到現(xiàn)代科技,龍仔帶你曲徑通幽
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引力波,時空的漣漪,就像大石頭丟進(jìn)水里會激起波紋一樣。在時空中,如果發(fā)生巨大的震蕩,如黑洞合并,中子星合并,超新星爆發(fā)等造成的劇烈能量釋放,都會產(chǎn)生引力波。

2015年9月14日,引力波首次被人類探測到,LIGO(美國激光干涉引力波天文臺)功不可沒。這次探測到的是13億年前兩個大質(zhì)量黑洞合并時所產(chǎn)生的引力波。

從此,人類有了一種全新的方式探索宇宙。

在以前,我們探索宇宙是用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡,即最傳統(tǒng)的伽利略式望遠(yuǎn)鏡。在圓柱形的鏡筒里,安裝上凸透鏡作物鏡,用凹透鏡作目鏡。后世的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡雖然越做越大,觀測范圍越來越廣。但其本質(zhì)是使用可見光進(jìn)行觀測。這就很容易受陰天、大霧、雷雨等不利氣象條件的影響。

時間來到了上世紀(jì)30年代,一種全新的觀測手段出現(xiàn)了——射電望遠(yuǎn)鏡。

射電望遠(yuǎn)鏡通過接收來自宇宙深處的電磁波,然后通過鏡面反射,同相到達(dá)公共焦點。“大鍋蓋”或許是我們對射電望遠(yuǎn)鏡最深刻的印象吧。當(dāng)“大鍋蓋”收集到了信號后,通過線纜把數(shù)據(jù)傳送到后方控制室做進(jìn)一步記錄、處理,供后期研究。

射電望遠(yuǎn)鏡的出現(xiàn),使天文觀測不再受制于不利的氣象條件,而且還能探查到可見光之外的電磁波。20世紀(jì)60年代,射電望遠(yuǎn)鏡有了震驚世界的“四大發(fā)現(xiàn)”——脈沖星、類星體、宇宙微波背景輻射、星際有機分子。

引力波的成功探測,就類似射電望遠(yuǎn)鏡之于光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的意義。我們可以用全新的觀測手段探索以前不曾觸及到的宇宙現(xiàn)象了。比如大質(zhì)量黑洞的合并,黑洞本身就是“看不見”的,要想觀察它們的合并非引力波莫屬。不止是對黑洞的探測,白矮星碰撞,中子星繞轉(zhuǎn),超新星爆發(fā),伽馬射線暴等。一切宇宙的大動靜,我們都可以用引力波一窺究竟。而且引力波是時空本身的震蕩(漣漪),不需要傳播介質(zhì)。引力波還可以幾乎不受阻擋的穿過行進(jìn)途中的任何天體,這樣就可以攜帶更多的“原始數(shù)據(jù)”。

回望我們?nèi)祟愂褂蒙潆娡h(yuǎn)鏡后,那一個個驚人的大發(fā)現(xiàn)。引力波必將會解答人類更多的宇宙本源之謎。

話音剛落,捷報已至!

2015年12月26日,LIGO再次探測到了一個引力波信號。

2016年2月11日,LIGO和歐洲引力波探測團隊Virgo合作,探測到雙黑洞合并的引力波信號。

2017年10月16日,全球天文學(xué)界聯(lián)合發(fā)布:人類首次直接探測到了由雙中子星合并產(chǎn)生的引力波及其伴隨的電磁信號,編號——GW170817。

這是人類首次使用引力波探測儀器和射電望遠(yuǎn)鏡一起觀測到同一天文奇觀。它們的觀測數(shù)據(jù)可以相互佐證、彌補不足。人類正式邁入多信使的天文新時代。

為此感到歡欣鼓舞的科學(xué)家,興奮地說到:“人類不但聽到了天體結(jié)合發(fā)出的美妙歌聲,而且也看到了它們相愛迸發(fā)的煙花!”

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