人類終可聆聽來自浩瀚宇宙的呢喃1

06-14

人類終可聆聽來自浩瀚宇宙的呢喃1

　　美國科學家11日宣布，人類首次直接探測到了引力波。這是人類第一次能夠「聽」到宇宙的「聲音」。而引力波是愛因斯坦廣義相對論實驗驗證中最後一塊缺失的「拼圖」，至今已有百年歷史。

　　兩個黑洞合併信號首被探測

　　在一片嘈雜的背景噪音中，一聲「噗」的清脆聲響，如水滴落水，持續時間短暫得不到1秒，這正是由引力波轉化成的宇宙之聲。當天在華盛頓召開的記者會上，美國「激光干涉引力波天文台」（LIGO）科學家現場播放了來自宇宙的「聲音」。這個聲音源自於13億年前一個雙黑洞系統的合併。

　　美國加州理工學院、麻省理工學院以及「激光干涉引力波天文台（LIGO）」的研究人員當天在記者會宣布，他們利用LIGO探測器於2015年9月14日探測到來自於兩個黑洞合併的引力波信號。

　　據了解，LIGO探測器是美國分別在路易斯安那州利文斯頓市與華盛頓州小城漢福德市建造的兩個引力波探測器，不久前完成了改造升級，其探測靈敏度相比2010年提高了約10倍。

　　釋疑

　　1何為引力波？

　　據介紹，引力波是一種時空漣漪，如同石頭被丟進水裡產生的波紋一樣。黑洞、中子星等天體在碰撞過程中有可能產生引力波。

　　100年前，愛因斯坦的廣義相對論預言了引力波的存在。廣義相對論的其他預言如光線的彎曲、水星近日點進動以及引力紅移效應都已獲證實，唯有引力波一直徘徊在科學家的「視線」之外。

　　100年來，也不斷有實驗聲稱直接探測到了引力波，並造成過全球轟動效果，其中比較有名的案例包括20世紀60年代的韋伯實驗，以及2014年的BICEP實驗，但後來都被證明是烏龍。

　　2為何難捕獲？

　　引力波是非常弱的一種信號，弱到連愛因斯坦本人都曾懷疑能否建造足夠靈敏的探測器，探測引力波很長一段時間內被視為「不可能完成的任務」。

　　20世紀90年代起，大型激光干涉儀引力波探測器開始在全球範圍內興建。

　　該探測器LIGO擁有巨大的Ｌ形測量臂，每邊各有4000米長，兩端設有反射鏡面。發出的一束激光沿著Ｌ形互相垂直的兩邊前進並被來回反射。一般情況下，激光由於干涉而互相抵消，探測器接收不到光信號，但一旦引力波經過，便會改變激光通過的距離，從而被觀測到。

　　3它有多重要？

　　包括中國科學家在內的多國科學家認為，新發現不僅填補了廣義相對論實驗驗證中最後一塊缺失的拼圖，讓現代物理學的根基更加堅實，也意味著科學家抓住了揭開宇宙奧秘的「鑰匙」，有助於了解宇宙的起源和運行機制。

　　南非誇祖魯-納塔爾大學的引力波研究專家馬寅哲說，天文學的發現幾百年以來主要靠電磁光譜的測量，射電、光學、紅外等從「看」的角度觀測宇宙，引力波的發現則從「聽」這一完全不同的角度進行天文觀測，引力波天文學這一學科的大門徹底被打開。引力波將成為探測黑洞質量、測量宇宙距離等問題的新窗口。

　　4對人啥影響？

　　LIGO科學合作組織的研究成員、加州理工學院物理學教授陳雁北認為，引力波攜帶的能量很大，但實際對物質產生的作用卻十分微弱，這也是探測它很困難的原因。如果把引力波在地面附近的能量流單位時間和面積算一算，就會發現它不能挪動電荷，所以作用很微弱。

　　「如果把時空類比為彈簧，那麼一定是一個很硬很硬的彈簧，用很大的能量才能壓動一點點。」陳雁北說，如果某人站在引力波波源附近，而引力波向此人正面襲來，從理論上說人會變得矮胖，再抻長，再變矮胖……如此反覆，但實際上在地面是很難探測到引力波的。