北京時(shí)間6月16日凌晨1:15,正在美國(guó)圣迭戈參加再次召開的第228屆美國(guó)天文學(xué)會(huì)的LIGO科學(xué)合作組(LSC)和Virgo合作組的科學(xué)家舉行新聞發(fā)布會(huì),報(bào)告他們?cè)俅翁綔y(cè)到引力波信號(hào)的消息。這是14億年前兩個(gè)遙遠(yuǎn)的黑洞相互合并過程所產(chǎn)生的時(shí)空擾動(dòng),該事件的漣漪穿越宇宙,被地球上的人們探測(cè)到。此番再次探測(cè)到引力波信號(hào)證明引力波信號(hào)的探測(cè)并非罕見事件,有理由預(yù)期未來還將有更多探測(cè)案例的出現(xiàn),從而真正開啟一個(gè)嶄新的引力波天文學(xué)時(shí)代。
這張示意圖展示的是黑洞合并過程產(chǎn)生的時(shí)空漣漪——引力波,其正從合并發(fā)生區(qū)域向周圍空間傳播。此次LIGO探測(cè)到的黑洞合并事件牽涉到兩個(gè)質(zhì)量分別為14倍和8倍太陽質(zhì)量的黑洞,它們合并之后形成了一個(gè)質(zhì)量為21倍太陽質(zhì)量的新黑洞
藝術(shù)示意圖:LIGO探測(cè)到兩個(gè)正在合并過程中的黑洞
LIGO已經(jīng)大大增加了已知質(zhì)量的黑洞數(shù)量。這一探測(cè)器已經(jīng)確鑿無疑地探測(cè)到了兩次引力波事件,對(duì)應(yīng)兩次獨(dú)立的黑洞合并事件(如圖所示,兩個(gè)較小質(zhì)量的黑洞合并成為較大質(zhì)量的黑洞)。在每一次事件中,LIGO都精確測(cè)定了參與事件黑洞各自的質(zhì)量以及合并后黑洞的質(zhì)量。圖中虛線標(biāo)出的是LIGO探測(cè)到的一次疑似事件,其由于信號(hào)太過微弱而未能得到確認(rèn)
來自愛因斯坦的圣誕禮物
再次探測(cè)到的引力波信號(hào)編號(hào)為GW151226,它是在2015年12月26日國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)03:38:53探測(cè)到的,信號(hào)顯示,兩個(gè)質(zhì)量分別為大約14倍和8倍太陽質(zhì)量的黑洞在合并之后形成了一個(gè)質(zhì)量約為21倍太陽質(zhì)量的黑洞,顯示有大約1倍太陽質(zhì)量的物質(zhì)被以引力波的形式釋放出去,項(xiàng)目研究人員稱這次的信號(hào)是“來自愛因斯坦的圣誕禮物”。
今日凌晨發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)布的此次引力波事件的信號(hào)圖
在發(fā)布會(huì)一開始就由美國(guó)路易斯安那州立大學(xué)的LIGO科學(xué)合作組發(fā)言人加布艾拉·岡薩雷斯女士女士(Gabriela González)開門見山地宣布了再次探測(cè)到引力波的消息。 這是他們自從今年2月份宣布首次探測(cè)到引力波信號(hào)以來再次宣布探測(cè)到引力波信號(hào)。
什么是引力波
引力波是時(shí)空的漣漪,它是由宇宙中的一些最為劇烈的事件產(chǎn)生的,如大質(zhì)量致密天體的碰撞或合并事件。引力波的存在早在1916年便已經(jīng)由愛因斯坦預(yù)言,當(dāng)時(shí)愛因斯坦證明了加速下的大質(zhì)量物體將會(huì)扭曲時(shí)空,并產(chǎn)生從該源頭發(fā)出的時(shí)空漣漪。這種“漣漪”將以光速穿過宇宙,攜帶著關(guān)于產(chǎn)生它們的那次災(zāi)難性事件和引力本質(zhì)的珍貴信息。
在過去的數(shù)十年間,天文學(xué)家們已經(jīng)找到大量證據(jù)證明引力波的存在,主要手段是通過引力波對(duì)銀河系中近距離繞轉(zhuǎn)天體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的影響所開展的相關(guān)研究。這些間接研究的結(jié)果與愛因斯坦在100年前的預(yù)言吻合度相當(dāng)好,如在考慮引力波帶走能量的情況之后,這類天體軌道的衰減過程完全符合愛因斯坦理論的計(jì)算結(jié)果。然而,從地球上直接探測(cè)引力波的信號(hào)盡管長(zhǎng)期以來廣受科學(xué)界期待,但卻一直未能實(shí)現(xiàn)突破。之所以科學(xué)家們?nèi)绱似诖@項(xiàng)突破,是因?yàn)檫@將提供對(duì)于愛因斯坦廣義相對(duì)論新的,且更為直接的檢驗(yàn),并開啟人類研究宇宙的全新大門??茖W(xué)家們希望他們能夠獲得更多的案例,從而能夠開展對(duì)黑洞合并頻率的研究,并幫助他們檢驗(yàn)一些極端環(huán)境下物理理論的正確性,甚至可能引出更加深層的自然本質(zhì)理論。
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