為啥這次引力波比伽馬射線暴早到了1.7秒？都是光速為啥還不一致

06-18

在近期的天文事件中，沒有什麼比引力波研究更引人注目了，今年的諾貝爾物理學獎剛剛頒給了三位引力波研究的科學家，然而事情剛過去不過十來天，引力波研究方面又傳來大喜訊！就是北京時間10月16日22時，激光干涉引力波天文台(LIGO)和處女座(Virgo)引力波探測器合作組織聯合召開發布會，宣布人類又一次探測到了來自宇宙深處的引力波！這已經是人類第5次探測到引力波，但是這次的引力波與之前4個信號不同，這次探測到的引力波信號GW170817來自1.3億光年外兩顆中子星的併合，而且這也是全球多地科學家第一次同時觀測到引力波與其電磁對應體。

這次引力波事件發生在今年的8月17日，當時LIGO與Virgo的三台探測器接收到引力波信號GW170817。這也是人類迄今觀測到強度最強的引力波信號，比第一次觀測到的雙黑洞引力波信號要強得多。雖然中子星合併引力波與之前的雙黑洞繞轉產生的引力波信號非常類似，但它的持續時間更長。據說"探測器中GW170817信號持續時間超過1分鐘，而之前的雙黑洞併合引力波信號只有1秒左右。"

但讓人感到奇怪的是，LIGO與Virgo的三台探測器在探測到引力波信號GW170817之後的1.7秒，正在太空中巡邏觀察的美國國家航空航天局(NASA)的費米衛星探測到了一個伽馬射線暴GRB170817A，這個伽馬射線暴和這次引力波都是發源於這次的兩個中子星合併事件，但是在時間上的差別又說明伽馬射線暴比引力波的到達晚了1.7秒鐘，愛因斯坦曾預言引力波的速度是光速，實際觀測它也確實和光速一致，而伽馬射線暴是一種強光爆發事件，可以說本身就是一種光，那麼這兩者應該是同時到達的，為什麼會差了1.7秒呢？可能很多人看到這個差別之後，都會有這樣的疑問。

推論有兩種可能，第一種可能就是引力波不用等到兩個中子星相撞就能被探測器測到，因為當這兩顆中子星快速繞轉的時候，就能激發出強大的「時空漣漪」，發布會上對這次事件的模擬也說明了這一點，說是在這兩個中子星合併前的一百秒鐘時，它們之間的距離只有400公里，互相繞轉的速度達到了每秒鐘12圈，要知道中子星都是比太陽的質量還大的天體，而太陽的質量相當於地球的33萬倍，所以這兩顆中子星的質量可能相當於近百萬個地球，質量這麼大的星球以這麼快的速度互相繞轉，當然是可以發出強大的引力波長距離地橫掃時空的，但是即便如此，地球上的探測器也還沒有測到，直到這兩者合併前的至少1.7秒鐘，才測到了它發出的強大引力波，預估這個時候兩顆中子星的距離頂多也就幾十公里，互相繞轉的速度者則可能加速到每秒鐘幾十上百圈，過程在進行了1.7秒左右之後，最終由於強大的引力而合併為一體，從而迸發出了強烈的伽馬射線暴。

引力波與伽馬射線暴速度不一致的原因，上述的可能性相對較大一些，另外一種較小的可能則是由於光的傳播受到宇宙中物質的影響較大，因為宇宙中並不是真正的真空，恆星、星雲、星際塵埃、暗物質，都會對光的速度和距離（有些物質和引力場會使光產生折射，從而改變方向和距離）產生影響，但是引力波卻受這些事物的影響較小，所以引力波先到達了，而伽馬射線暴則晚了一點點。

科學家們認為，這次中子星合併產生的引力波同時還能產生電磁波，而且這一過程還可以早就很多重金屬，合併後的中子星大概為2.47個太陽質量，但在合併之前的兩顆中子星，則要比合併之後大一些，因為這個合併的過程中兩顆中子星都損失了一部分質量，這些質量一部分有可能被急速的旋轉撞擊甩到了宇宙空間中，另一部分則轉化成了引力波和伽馬射線暴的能量，在廣闊的宇宙空間中傳播開來。