人類發現引力波的100年歷程

網易科技訊 2月12日消息,據《自然》雜誌報道,美國領頭激光干涉引力波天文台(LIGO)的科學家們在2月11日宣布,他們發現了引力波:阿爾伯特·愛因斯坦在1個世紀前就預言的時空漣漪。LIGO有2個站點,分別位於華盛頓州漢福德和路易斯安那州利文斯頓。《自然》雜誌用圖片描述了發現這種物理中最神秘現象的過程。

1916年6月:愛因斯坦預測了宇宙中的漣漪

根據廣義相對論,引力是質量巨大物體周圍時空的扭曲。在創立廣義相對論時愛因斯坦認為,時空會產生漣漪併產生「引力波」,以光速從物體向外擴張。很多科學家懷疑這種波是否真實存在,愛因斯坦本人也多次搖擺。

1969年6月:首次宣稱發現引力波

馬里蘭大學帕克分校的物理學家約瑟夫·韋伯(Joseph Weber)認為引力波是真實存在的。1969年他宣布用自己發明的探測裝置:一個長2米和直徑1米的鋁製圓筒,發現了引力波。他稱在引力波撞擊圓筒時發出了「聲響」。但他的實驗結果從未被再現過,最終所有人都不認同這種結論。但他的工作吸引很多人去研究引力波。

1974年:中子星帶來新進展

馬薩諸塞州大學艾姆赫斯特學院教授約瑟夫·泰勒(Joseph Taylor)和他的學生拉塞爾·赫爾斯(Russell Hulse),在1974年首次發現了脈衝雙星PSR B1913 16,這個星體由2個在近距離軌道里相互纏繞的中子星組成,而且以愛因斯坦預測的速度螺旋式向內靠攏——似乎引力波帶走了能量。

此次發現被認為是引力波存在的間接觀測證據,但給赫爾斯和泰勒帶來了1993年的諾貝爾物理學獎。

1990年:進入LIGO

麻省理工學院和加州理工學院的科學家提出建設大型探測裝置,使用激光干涉技術尋找引力波,很多研究者強烈反對此項目,他們擔心花了很多錢沒有任何發現,又影響了其他研究的資金投入。但美國國家科學基金會(NSF)在1990年批准建設LIGO,1992年選擇實驗的2個地點:華盛頓州漢福德和路易斯安那州利文斯頓。這些設施在1999年完工並在2001年開始收集數據。2010年2個天文台暫時關閉進行升級。

2014年4月:聲稱發現原點波(primordial wave)

2014年有關引力波的證據又出現了,BICEP2南極站研究人員稱,他們發現了B modes——他們認為是宇宙大爆炸時產生的「原點」引力波產生的微弱微波信號。但後來發現他們的分析是錯誤的:檢測到的信號是我們銀河系星際塵埃產生的。

2015年9月:先進LIGO

去年9月經過大幅升級的LIGO進行了首次觀測,可在大得多範圍的空間搜索引力波。2016年1月先進LIGO完成了首個探測期。

2016年2月:LIGO宣布成功發現引力波

2月11日在華盛頓特區舉行的新聞發布會上,LIGO團隊的科學家們宣布,他們首次直接探測到了引力波的存在。(木秀林)

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