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科学家探测到新型引力波:“时空涟漪”知多少?

导读: LIGO项目组曾在第二次探测到引力波后称,一次探测可能只是个例,而此番再次探测到引力波则证明引力波信号的探测并非罕见事件,有理由预期未来还将有更多探测案例的出现,从而真正开启一个全新的“引力波天文学时代”。

美国激光干涉仪引力波天文台(LIGO)再次放出重磅消息,宣布“探测到中子星并合产生的引力波”。那么,被称为“时空涟漪”的引力波到底是什么?多次发现引力波又有怎样的重要意义?

“时空的涟漪”知多少?

要说发现引力波,首先要知道引力波是什么。早在百年之前,爱因斯坦就在其广义相对论论文中对引力和引力波进行了论证。他提出,引力的本质是时空几何在物质影响下的弯曲;引力的作用以波动的形式传播,即引力波。

2017年1月4日,激光干涉引力波天文台(Laser Interferometry Gravitational-wave Observatory,简称LIGO)收到了一个难以察觉的信号,科学家们在经过分析后,迅速将其确定为引力波。

引力波的概念听上去艰涩难懂,但用通俗的方法解释,引力波就像一个池塘中投下一枚石子所引起的涟漪,只不过,引力波是时空的涟漪。

不过,100年来,谁也无法证实引力波存在,直到16年2月,美国科学家才宣布他们于2015年9月首次探测到了引力波。这次引力波事件被认为印证了爱因斯坦的假说,因此也被称为“来自爱因斯坦的圣诞礼物”。

而且,此前4次发现的引力波都是可以“听到”的。在一片嘈杂的背景噪音中,一声“噗”的清脆声响,如水滴落水,持续时间短暂得不到1秒,这正是由引力波转化成的宇宙之声。第5次发现的引力波,不仅能“听到”,还能用天文望远镜“看到”。

探测到引力波的意义

科学家称,以前天文学只能借由电磁波进行观测,但很多物质靠电磁波观测是看不到的。现在测到引力波之后,可以借由引力波观测天体,比如黑洞、暗物质等,研究宇宙早期的结构和演化。

引力波是爱因斯坦广义相对论实验验证中最后一块缺失的“拼图”,它的发现是物理学界里程碑式的重大成果。

LIGO项目组曾在第二次探测到引力波后称,一次探测可能只是个例,而此番再次探测到引力波则证明引力波信号的探测并非罕见事件,有理由预期未来还将有更多探测案例的出现,从而真正开启一个全新的“引力波天文学时代”。

在第四次探测到引力波后,有科学家表示,相隔万里的探测器首次共同探测到引力波,对旨在破解宇宙奥秘的国际科学探索来说,是一个“令人激动的里程碑”。

此次首次发现新型引力波同样具有重大意义。黑洞合并产生的引力波信号通常持续不到一秒,而中子星合并产生的信号能持续一分钟。另外,中子星比黑洞质量小,产生的引力波能量更小,信号衰变时间更长。因此探测中子星合并产生的引力波信号,不仅能更精准地验证爱因斯坦相对论对引力波的预测,还能为研究中子星起源提供更多线索。

而且,科学家们首次在可见光下直接观测到引力波,引力波探测将迎来全新时代。即继通过“听”时空涟漪的振动信号后,传统望远镜还能通过“看”来捕捉引力波信号。

来源:中国新闻网

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