科学家首次探测到引力波 文艺手法告诉你啥是引力波

来源:科技焦点 2016-02-13 10:11:09

央广网北京2月13日消息据中国之声《新闻纵横》报道,“女士们,先生们,我们已经探测到了引力波。我们终于做到了。”北京时间11号深夜,当“美国激光干涉引力波天文台”执行总监雷茨难掩内心的激动,带着点颤音说出这句话的时候,整整100年前,爱因斯坦提出的广义相对论预言,终于得到了最后的证实。在这之前,广义相对论的其他预言如光线的弯曲、水星近日点进动以及引力红移效应纷纷获得证实,惟独引力波是连爱因斯坦都觉得可能太微弱,很难被探测到的。

那么问题来了:引力波到底是什么东西?可能从这几天媒体铺天盖地的报道中您大概听说了,引力波是“时空的涟漪”。当然了这是文艺青年的说法,科学里没有这种表述,但是咱们不那么科学,可以至少用科普的语言说:引力波是一种以光速传播的时空波动,是时空曲率的扰动以行进波的形式向外传递的一种方式。

我们不如用激光干涉引力波天文台科学合作组织成员、德国马克斯·普朗克引力物理研究所博士后胡一鸣能听懂的那种文艺写法,来了解一下什么是引力波。

胡一鸣写道:10几亿年以前,宇宙深处。两个巨大的黑洞在经历了漫长的绕转以后,越转越近。最后,它们终于放弃了抵抗,猛地撞到了一起。这两个黑洞消亡了。一个更巨大的新黑洞,诞生了,伴随着时空中被搅动的滔天巨浪,那是它这一生也许是唯一一次的啼哭。这个新生儿的第一声哭喊,以光的速度飞速向外传播。

再说直白一点,10亿年前宇宙里有两个黑洞撞在了一起,如今这阵能量终于来到了地球,于是你的时间和空间发生了畸变抖动,理论上,你会忽胖忽瘦,你的时间会忽快忽慢。就跟你一巴掌拍在澡盆的水面上,旁边的塑料小鸭子忽上忽下的形象一样。当然你是感受不到这个微弱的变化的。这就是所谓“时空的涟漪”,也就是引力波。

而那个探测到了传说中的引力波的号称人类最精密的科学仪器之一的,那两台放在美国路易斯安那州和华盛顿州、拥有长达4公里的测量臂的大型激光干涉器,说白了也就是用来测量长宽变化的,一旦这个数字出现变化了,“忽胖忽瘦”了,就说明这个时空颤抖了,引力波来了。

好像听起来也并没有那么厉害的样子。但是探求宇宙奥秘的科学家们早就炸开了锅,美国宇航局高级科学家、诺贝尔物理学奖得主约翰·马瑟说,愿意用任何词汇来形容这一发现的重大意义。

约翰·马瑟说,“这是非常重要的发现,告诉了我们很多此前不知道的事情,也就是双重黑洞是有可能存在的。这是我们之前所不知道的,我们之前知道中子星可能是双重的,但是我们不确定恒星所演变成的黑洞是否可以形成一对,并且最终合并在一起,释放出如此巨大的引力波辐射。这对于天文学来说是巨大的发现。不仅仅是技术上的进步,也不仅仅证明了爱因斯坦理论的正确,这是我们在天文学上发现的新东西”。

英国研究黑洞的著名科学家霍金表示,引力波提供了看待宇宙的崭新方式,发现它们的能力,有可能使天文学起革命性的变化。美国激光干涉引力波天文台执行总监雷茨甚至将这一发现与伽利略发明望远镜比肩,他说,“400年前,伽利略把望远镜指向星空,开启了现代天文观测的时代,今天,我们所做的重要性可以与之比肩。我认为我们开启了了解宇宙的一扇窗,一扇引力波天文学之窗”。

航天科工二院研究员杨宇光认为,这种比较不但不是对伽利略的不敬,反而可以说,雷茨的评价还有点谦虚。因为如果说伽利略的望远镜给了我们一双观测夜空的“眼睛”,那么引力波便是给了人类一对聆听宇宙的“耳朵”。从此,人类不再是只用眼睛去看,面对宇宙,更是洗耳恭听。

杨宇光分析,“因为在太空中接近真空的环境下,所存在的扰动比地球上要小很多,而且在真空中、太空中,我们也可以将探测仪器放到更远的距离上,这样的话在仪器本身的灵敏度相同的情况下,我们就可以获得更多的探测成果,就可以获得更多更有力的证据”。

另一个证明发现引力波的重大意义的事,是美国科学家曾经仅仅在观测双星系统的过程中,发现了引力波存在的间接证据,就获得了1993年诺贝尔物理学奖。现在科学家直接探测到了引力波的本尊,开启了观测宇宙的一个新窗口,下届诺贝尔奖悬念不大了。

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