人類首次發現雙中子星併合引力波 的意義是什麼?對我們有什麼影響或者進步?


至少在相當程度上證明了引力波探測儀器不是個「畫鬼找鬼」的黑箱(考慮到國內外如費米望遠鏡(伽馬射線),HXMT慧眼望遠鏡(x射線),哈勃望遠鏡(光學),南極巡天望遠鏡(光學)等傳統望遠鏡在LIGO等引力波探測器探測到引力波的同時發現了對應的電磁信號)~當然了陰謀論者可以講全世界天文學界是一個更加大的黑箱……那臉也是夠大的了


就在幾個小時前,全球權威天文機構——歐洲南方天文台ESO,在官網上公布公告:

北京時間2017年10月16日22點,美國國家科學基金會召開新聞發布會,宣布激光干涉引力波天文台(LIGO)和室女座引力波天文台(Virgo)於2017年8月17日首次發現雙中子星併合引力波事件,國際引力波電磁對應體觀測聯盟發現該引力波事件的電磁對應體。記者從中國科學院高能物理所獲悉,我國第一顆空間X射線天文衛星——慧眼HXMT望遠鏡(以下簡稱「慧眼」望遠鏡)對此次引力波事件發生進行了成功監測,為全面理解該引力波事件和引力波閃的物理機製做出了重要貢獻,不僅以合作組形式加入了報告本次歷史性發現的論文(即發現論文),而且在論文的正文部分報告了觀測結果。該論文於10月16日正式發表。

我國第一顆空間X射線天文衛星——慧眼HXMT望遠鏡,於2017年6月15日在酒泉衛星發射中心採用長征四號乙運載火箭發射。

引力波示意圖

據中科院高能物理研究所熊少林研究員介紹:「『慧眼』望遠鏡在引力波事件發生時成功監測了引力波源所在的天區,對其伽馬射線電磁對應體(簡稱引力波閃)在高能區(MeV,百萬電子伏特)的輻射性質給出了嚴格的限制,相關探測結果發表在報告此次歷史性發現的研究論文中。」

引力波是1916年愛因斯坦建立廣義相對論後的預言。極端天體物理過程中引力場急劇變化,產生時空擾動並向外傳播,人們形象地稱之為「時空漣漪」。自從2015年9月14日LIGO首先發現雙黑洞併合產生的引力波事件以來,已經探測到4例引力波事件,包括這次宣布的LIGO和Virgo聯合探測的雙中子星併合引力波事件。

引力波的直接探測剛剛獲得了2017年度諾貝爾物理學獎。探測引力波電磁對應體對研究引力波事件、宇宙學以及基礎物理具有不可替代的決定性作用,因此,人們普遍認為引力波研究的下一個里程碑是發現引力波事件產生的電磁輻射。

慧眼HXMT望遠鏡衛星

中國科學技術大學物理學院教授蔡一夫說:「簡單說,引力波電磁對應體是指來自同一個天體現象伴隨著引力波同時產生的電磁信號。」

熊少林說:「本次發現的引力波事件跟以往發現的雙黑洞併合不同,它由兩顆中子星併合產生。理論預言雙中子星併合不僅能產生引力波,而且能產生電磁波,即引力波電磁對應體,因此本次探測到引力波以及電磁對應體是天文學家期待已久的重大發現,在天文學以及物理學發展史上具有劃時代的意義,正式開啟了多信使引力波天文學時代。」

因為此次引力波事件具有極為重要的意義,天文學家使用了大量的地面和空間望遠鏡進行觀測,形成了一場天文學歷史上極為罕見的全球規模的聯合觀測。然而,引力波事件發生時僅有4台X射線和伽馬射線望遠鏡成功監測到爆發天區,中國的「慧眼」望遠鏡便是其中之一。

「在這些望遠鏡中,『慧眼』在0.2-5MeV能區的探測接收面積最大、時間解析度最好,因此對引力波閃的百萬電子伏特(MeV)能區的伽馬射線輻射的探測能力最強。」熊少林說,「雖然此前人們普遍預計像本次事件這樣近距離(約1.3億光年)的雙中子星併合產生的引力波閃將極為明亮,但本次引力波事件產生的引力波閃出乎意料的暗弱,特別是在MeV能區的輻射十分微弱,導致沒有望遠鏡(包括慧眼在內)在這個能區探測到引力波閃。慧眼望遠鏡憑藉強大的探測性能,對該引力波閃在MeV能區的輻射性質給出了嚴格的上限。」

據悉,除了參與歷史性的核心發現論文,慧眼望遠鏡的詳細分析結果以獨立論文的形式已於10月16日同步發表在《中國科學:物理學力學天文學》雜誌英文版的網頁版。

值得注意的是,「慧眼」望遠鏡本來的設計目標是探測黑洞和中子星等銀河系內的X射線天體,研究極端引力場條件下的物理規律。項目組通過對慧眼望遠鏡輔助探測器的創新性使用,獲得了額外的探測伽馬暴及引力波電磁對應體的能力,使其成為國際上正在運行的最重要的伽馬射線暴監測設備之一,大大擴展瞭望遠鏡的科學產出。

「慧眼」衛星由國家國防科技工業局和中國科學院聯合資助建造,於2017年6月15日從酒泉衛星發射中心成功發射升空,開始為期5個月的試運行。中科院高能物理研究所(粒子天體物理重點實驗室)負責望遠鏡觀測運行以及數據處理。參與本次引力波事件觀測時,慧眼望遠鏡剛剛試運行2個月。試運行結束後慧眼望遠鏡將開始正式的科學觀測,同時繼續監測研究引力波閃。

此外,在LIGO合作組2016年宣布探測到引力波之後,發現引力波事件的電磁對應體便成為最重要的天體物理問題之一。在慧眼望遠鏡的技術基礎之上,中國科學院高能物理研究所提出了專門探測引力波閃的引力波高能電磁對應體全天監測器項目(GECAM),並將其命名為「閃電」。

「閃電」採用針對性優化設計,不僅能夠同時監測全天隨機爆發的引力波閃,而且具有更低的探測閾值、更高的監測靈敏度以及更好的定位能力,對引力波閃的綜合探測性能遠超現有望遠鏡。

熊少林說:「目前,在中國科學院前沿科學重點研究計劃的支持下,「閃電」項目的關鍵技術攻關以及方案設計的大部分工作已經完成。如果立即立項,可以在2020年前發射升空,從而趕上與最佳靈敏度的LIGO和Virgo等引力波探測器進行聯合觀測,並與「慧眼」望遠鏡聯合獲得寬能區範圍內引力波閃的性質,實現最大的科學產出,使我國在引力波電磁對應體的探測研究上達到國際領先水平。」

前期的天文愛好者的推論:

歐洲南方天文台總部即將舉行新聞發布會,宣布一項前所未見的發現(原文為Unprecedented Discovery),而這一發現將於10月16日即下周一正式公布。夠吊胃口是吧。

這次新聞發布會將在德國巴伐利亞州慕尼黑北部的加興市Garching——歐洲南方天文台總部舉行。一個典型的天文古堡建築。

具體公布的時間應為中歐夏令時(CEST)當地時間10月16日16:00,切換成北京時間為10月16日22:00。

到時候,我會第一時間跟大家一起分享的。

有人問了,有這麼吊胃口嗎?不能提前透露一點消息嗎?沒有流出版小道消息嗎?說實話,還真沒有。至少我還沒有拿到半點兒消息。

這能透露出?——不僅跟科學媒體人、媒體機構的職業操守有關係,更因為歐洲科學界尤其是歐洲南方天文台科研團隊的嚴謹風格和科學精神密不可分。

要知道即將公布的這一重大發現,遠遠不是剛剛或者這一周才發現的,必須是經過長時間觀測、核對、同行評議等一系列科研程序後,才會正式公布。

我們可以想像,這期間會涉及到多少人員和機構?!但——大家都能夠嚴謹做事,理性對待,管好自己的嘴巴跟手機,對外一致緘默不宣,這其實也是一種科學精神的體現——理性、嚴謹、一絲不苟的做事態度。

回到文章主題,既然人家提前不透露,不妨我們自己先猜猜看。

畢竟這是一項『前所未見的發現』。以往重要的天文發現往往都是有先兆的,甚至是可預見的。

當然了,現今天文學界疑團眾多,可供猜想選題更多,再加上本人能力所限,僅羅列三種猜想以供參考,科普消遣總比無聊消遣好得很。

①銀河系第一黑洞全尺度寫真

大家知道,距離我們最近最大的黑洞,就是銀河系第一大黑洞——人馬座A *,位於人馬座銀河系的銀心。

早在1974年就已發現,質量足足是太陽質量410萬倍,半徑足足有45個天文單位,不僅屬於特大質量黑洞,更是人類研究黑洞物理的最佳目標。

但遺憾的是,人類一直沒能真正一睹黑洞的真面目,甚至連一張天文觀測圖像都沒有。為啥?

就因為凡是進入黑洞視界範圍內的物體,包括光都無法逃離,而人類觀測宇宙的唯一利器就是光,沒有了光就沒有觀測手段。所以呢,黑洞一直是當今天文界最大謎團之一。

也就是說,以往我們看到的所有黑洞圖像,其實都是藝術合成圖,而非真實圖像。

不過,就在今年4月份,由歐洲南方天文台領銜啟動了一個由全球各大天文台聯手拍攝「人馬座A *全尺度寫真照」的觀測行動。投入資源之多、動員範圍之廣、動用科研技術之高,都是前所未有的。

另外,從動用觀測時間到後續數據信息處理,再到後期成像處理、互校審定程序來看,在時間上比較吻合,所以我認為,這個觀測成果最有可能。

如果下周一能夠公布第一黑洞的寫真照,自然很符合已知條件了——Unprecedented Discovery前所未見的發現!

②深度探知暗能量/暗物質

作為宇宙最大兩股暗勢力:

暗能量、暗物質,佔據整個宇宙構成95%。一旦人類能夠有所突破,哪怕是一小步,都將是史無前例、前所未見的大發現。

畢竟,我們不可能僅了解宇宙5%的普通物質,就沾沾自喜地宣告:人類已掌握整個宇宙的自然規律。

決定人類和宇宙未來的,不是我們已知的普通物質宇宙,而是這兩個宇宙大莊家所決定的——暗能量、暗物質主導的宇宙。

這兩個暗貨,才是橫在我們前面的最大兩堵謎牆。

天文學家根據哈勃太空望遠鏡利用弱引力透鏡法測得的數據,繪製成宇宙大尺度下的暗物質分布圖。

我們知道,目前對付暗能量、暗物質,只能用間接方法探知一二,但並不排除聰明的科學家動用更新更全面的科技手段,探知到一些什麼,哪怕是一小步都是突破!

事實上,這是我個人最希望看到的發現成果。

③宜居星球比鄰星b的第一張寫真

尋找外星生命和宜居星球,一直都是天文學界的大熱門。哪怕是最嚴謹最權威的天文機構也擋不住誘惑。事實上這正是人類好奇心的原力。

去年,ESO公布發現了距離我們最近的宜居星球,其實正是半人馬座比鄰星b(Proxima Centauri b/Proxima b/Alpha Centauri Cb),即大家最為熟悉的三體世界。

距離地球僅僅4.2光年,或40萬億公里,質量至少是地球的1.3倍。

ESO甚大望遠鏡正在利用激光導引星技術,觀測銀河系。

趁熱打鐵是必須的,尤其是搶先一步的情況下,更應該快馬加鞭,擁有ESO和突破計劃為後盾,利用一年多時間,動用ESO旗下最強大望遠鏡——

甚大望遠鏡VLT、新技術望遠鏡NTT、ESO3.6米望遠鏡、阿塔卡馬大型毫米波陣列ALMA、MPG/ESO2.2米望遠鏡、阿塔卡馬探路者實驗望遠鏡APEX、阿塔卡馬宇宙學望遠鏡……

捕捉拍攝最近一顆系外宜居星球的第一張靚照,當然還是很有可能的,而且很有引爆點,甚至會引發全世界對太空探索的又一次熱潮。

半人馬座比鄰星b藝術構想圖

以上三種猜想,純屬個人能力所及所想,不管猜對猜錯,都不過是思想體操而已。

接下來,還是讓我們像孩子們那樣期待聖誕禮物一樣,期待下周一的答案吧。

因為要知道:歐洲南方天文台可是曾經發布過一連串的天文大發現——

發現比鄰星半人馬座b是距離我們最近的宜居行星;

發現銀河系中心黑洞存在的確鑿證據;

發現宇宙加速膨脹的確鑿證據;

測量宇宙年齡;

測定銀河系的最古老恆星年齡有136億年;

發現最遙遠的伽馬射線暴;

發現最小系外行星格利澤581c;

首次測量宇宙溫度;

發現最遙遠星系候選者阿貝爾1835 IR1916;

公布第一張系外行星照片;

天文愛好者的興奮劑又來了!

全球最著名的探測引力波天文台LIGO、歐洲處女座引力波天文台剛剛聯合發布消息,定於10月16日即下周一發布一項重要發現。

大家都已知道,12日我在第一時間報道了「ESO歐洲南方天文台即將宣布一項前所未見的大發現」。

歐美兩大洲權威天文台,難道發布同一個重大發現?

當然這是很自然的聯想。

先從時間上看——

ESO具體召開新聞發布會時間、地點是:歐洲中部夏令時10月16日16:00,ESO總部德國加興市;

LIGO具體發布時間、地點:美國東部夏令時10月16日10:00,華盛頓新聞俱樂部。兩者發布時間完全相同!

再看兩者對外口徑——

ESO歐洲南方天文台對外一直緘口不談發布細節。同樣,LIGO、歐洲引力波天文台、美國國家科學基金會都在避而不談新聞發布會更多內容……更加吊人胃口!

具體操辦這兩家引力波天文台新聞發布會的美國國家科學基金會,只是在媒體邀請函中簡單介紹,來自全球70多家知名天文台的嘉賓代表到場出席,屆時這兩家天文台的科學家將發布重大新發現。

發布時間相同,對外口徑也一致,口風捂得都很緊。理應是同一重量級天文大發現!

關鍵問題是發布內容?因為有兩家引力波天文台主唱,就一定是在探測引力波上的又一個大發現??要知道,到目前為止,這兩家最頂級最權威的引力波天文台已經連續探測到4次引力波信號啦。

第一次,探測時間2015年9月14日,引力波信號源來自29倍和36倍太陽質量的兩個黑洞合併,引力波信號被命名為GW150914。2016年2月11日LIGO和處女座天文台聯合發布——這也是人類首次宣布發現引力波。

第二次探測到,是在2015年12月26日,信號源來自14.2倍和7.5倍太陽質量的兩個黑洞合併,信號名為GW151226,2016年6月15日宣布。

今年又探測到兩次,1月4日發現第三個引力波,來自31.2倍和19.4倍太陽質量的黑洞合併,信號名為GW170104。

8月14日發現第4個,來自30.5倍、25.3倍太陽質量的黑洞合併,信號名為GW170814。

隨著引力波天文台的勤奮勁頭和不斷升級,今後發現引力波事件一定是家常便飯。

所以呢,我扯出了這麼多,就是想說明——

如果是宣布第5次發現引力波,根本用不著這麼興師動眾,更不符合人家東道主事先說的——前所未見的重大發現!

那麼,到底會是什麼重磅級大發現呢?不是黑洞合併,難道會是中子星相撞?恆星大爆炸,超新星爆發?……以我的經驗,朝哪方面都會想歪的。

還是坐等發布會消息吧。


再次驗證了相對論,並對重元素形成機制有了更多了解。對一般人的生活在很短時間內幾乎沒有影響。今後幾十年里可以建造出更多能更好地觀測它的儀器,就像一批新的天文望遠鏡,幫助我們加深對宇宙的了解,完善我們的科學理論。

普通人現在也就增加了一條在飯桌上談論的話題「黃金和白金是中子星碰出來的」。


謝邀。
[多圖預警]
在發現脈衝星產生的引力波之前,我們發現了兩個黑洞合併所釋放的引力波。
但是黑洞這個東西誰看得見啊_(:з」∠)_
所以觀測引力波的方法只能依靠…它

於是在兩個黑洞合併的「聲音」傳過來之後:
「你現在收聽到的是五道口職業技術學院的四六級英語聽力試音信號。考生須知:…」 →_→
。。。。。。(ー_ー)!!
「俺不想聽收音機(′?皿?`)俺們要是能看電視,人民生活水平又提高了!」NASA,LIGO,Virgo和紫金山的科學家們在不久之後就耐不住性子了,畢竟拿破崙說過「不滿足是向上的車輪」,學霸們達成了共識,還要繼續建成全面小康社會,不忘初心,繼續前進。
然後他們打開了電視:

emmmmm。。。。。。

「電視讓俺失去了希望!還是滾回去繼續聽收音機咯?」
「不!俺一定能看上電視的!」天文學家把即將按住關機鍵的顫顫巍巍的手縮了回去 |?ω?`)

滋兒哇滋兒哇滋兒哇滋兒哇滋兒哇滋兒哇滋兒哇滋兒哇滋兒哇滋兒哇滋兒哇滋兒哇滋兒哇滋兒哇。。。。。。。。。收音機和電視一起發出令人頹廢的雜訊。
直到有一天…電視突然有信號了!

「卧槽哈哈哈哈哈!!!」
來來來讓我們搞個big 薪聞,Beijijng時間2017年10月16日22:00,不見不散∠( ? 」∠)_!

先不說對我們的影響啊,我就先說這個電視吧,首先登場的是紫金山標配版,大家鼓掌

然後是窮逼(答主舉手)標配版_(′?`」 ∠)__

至於具體價格嘛…淘寶了一下也不貴,我們天文社就有好幾台小電視(?ω?)。

開不開心?自己在家就可以觀測引力波了耶(*/ω\*)!
什麼,有了電視你還想買收音機,你買的起嗎喂?! (ˊ〇ˋ*) ~
下面我就放一張國產的「收音機」 (ˊ〇ˋ*) ~


我到是想知道,引力波有沒有背景噪音。


蟹腰~

讓大家多關注了一點科學,而不是啥明星緋聞手撕鬼子唄。

然後年輕人偶爾飯後閑聊裝逼會八卦一下「引力波究竟是個什麼波啊」?然後一部分人就會去看一下什麼BBC,Discovery,PBS等頻道等相關科普節目,which is 好事情啊. 不要老是鄙視民科嘛,國外很多科研項目的經費都是那些業餘科學愛好者(A.K.A.大款)資助的. 業餘愛好者是非常必要的科學群眾基礎存在哦


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