“來自愛因斯坦的禮物”引力波再一次被嗅探到 源于兩黑洞相撞

極客網(wǎng)6月16日消息，據(jù)外媒報道，美國科學(xué)家15日宣布，再次探測到引力波的存在。

在美國天文學(xué)會第228屆年會上，美國激光干涉儀引力波天文臺（LIGO）科學(xué)合作組織發(fā)言人加布里埃拉·岡薩雷斯正式公布了這一天文學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)。

LIGO科學(xué)組織（LSC）在新聞發(fā)布會上表示：

此次的兩個引力波信號又都是來自于雙黑洞的合并：一個確認信號，另外一個疑似信號。

此次的信號依舊是美國的aLIGO探測到的。但是VIRGO引力波探測器升級即將完成，今年秋季就開始和LIGO進行聯(lián)合觀測。

引力波和多信使（多個信息渠道，比如電磁波，引力波，中微子等；multi-messenger）天文學(xué)已被開啟。

一次真正意義上的探測

這次的引力波源是在2015年12月26日（UTC時間）被觀測到的。這個雙黑洞系統(tǒng)中，黑洞的質(zhì)量分別為大約為14個太陽質(zhì)量和8個太陽質(zhì)量。LIGO測量到了黑洞大約30圈的繞轉(zhuǎn)，最后合并成為21個太陽質(zhì)量的黑洞，1個太陽質(zhì)量以引力波的形式釋放了出去。整個信號過程持續(xù)了大約1秒。距離黑洞天體的距離也得到了測量，大約是離我們14億光年。最后還有很重要的一點是，這次信號的信噪比依舊很高，超過了物理學(xué)定義“發(fā)現(xiàn)”的黃金標(biāo)準(zhǔn)的要求。所以也算是一次真正意義上的探測。

除過之上的確認系統(tǒng)之外，還有一個疑似系統(tǒng) ,因為它的置信度很低，所以很難判斷是不是真正的信號。但是如果是真，那么它的黑洞質(zhì)量將分別是23和13太陽質(zhì)量，最后合并之后的質(zhì)量是35個太陽質(zhì)量，釋放出1個太陽質(zhì)量的引力波。合并以后黑洞的自旋大約是0.66.距離大約是32億光年。

簡單對比，我們可以看到兩次確認系統(tǒng)的距離都非常的接近，但是質(zhì)量確實差別很大。幾乎包含了各個質(zhì)量范圍的黑洞。不過讓我們很興奮的是，在這次的發(fā)現(xiàn)中，合并之前的黑洞質(zhì)量和我們在銀河系中所看到的黑洞差不多。這從側(cè)面告訴我們黑洞雙星系統(tǒng)在我們宇宙中存在的普遍性。而這之前是從來沒有被探測到的。同時也說明只要是探測器的靈敏度足夠高，我們就可以探測到來自這些系統(tǒng)的引力波信號。

引力波和多信使天文學(xué)已經(jīng)開啟

首先引力波第一次直接真正地驗證了黑洞的存在。因為合并之時和之后，引力波的產(chǎn)生是黑洞視界面變化的效果，所以這直接驗證了黑洞在宇宙當(dāng)中的存在。電磁波時代，最簡單的天體的研究也是非常耗時和復(fù)雜的。然而隨著引力波的探測的揭幕，黑洞的研究似乎變得異常簡單。

引力波同時也讓黑洞基本性質(zhì)的研究變得更為簡便和有效。一旦引力波信號被合理的提取之后，通過一次的引力波探測，我們就可以知道有關(guān)黑洞的所有信息，質(zhì)量和自旋。

引力波有可能是探測黑洞系統(tǒng)的最為有效的方式。我們知道，宇宙間有著很多其它的天體也能夠產(chǎn)生強烈的引力波，比如雙中子星合并。對于這些天體，我們就可以利用多信使的方式進行研究。利用不同的手段同時對這些系統(tǒng)進行研究，從而得到一個整體的圖像和理解。

引力波可以直接測得系統(tǒng)的距離，而電磁方式的光譜如果能夠給出紅移，在我們獲知一些這樣的系統(tǒng)之后，那么我們就可以對宇宙的膨脹速度做出校準(zhǔn)，從而間接的對宇宙的神秘物質(zhì)暗能量也提供研究幫助。

諾貝爾獎或被收入囊中

在之前2月份的引力波被公布之后，引力波作為一種全新的探測宇宙的方式，即將為我們掀起宇宙的新的一面。所以它因此也在全球掀起了知識傳播的巨浪，不僅僅是科學(xué)界，幾乎是社會的各個領(lǐng)域。在很短的時間，引力波成為了網(wǎng)紅的代名詞。同時作為建立LIGO的三位奠基人，羅奈爾特·德雷弗，基普·索恩，雷納·韋斯也因此而成為諾獎的最熱門人選。

在目前看來，幾乎是沒有其它的發(fā)現(xiàn)或者物理技術(shù)可以和引力波的深遠意義相比肩，而此次新的事例的發(fā)布更是讓我們相信引力波獲會在今年的秋季毫無懸念地獲得諾獎。

引力波到底是啥

說到這可能還會有很多小伙伴并不知道到底什么是引力波。那接下來我們再來簡單了解一下。

人類探索引力波的百年歷史

1915年，愛因斯坦發(fā)表了廣義相對論，將引力解釋為質(zhì)量和能量在時空中的扭曲。

1916年，愛因斯坦預(yù)言，當(dāng)大質(zhì)量的物體在以特定方式旋轉(zhuǎn)時，就會導(dǎo)致“時空漣漪”--那就是引力波。

1974年，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)一顆脈沖星和一看中子星似乎正在引力波影響下慢慢靠近--這項研究獲得了諾貝爾獎。

1995年，德國GEO600引力波探測儀開始建造，于2002年和LIGO項目一同記錄數(shù)據(jù)。

2015年7月，中國引力波探測工程“天琴計劃”正式啟動，部分關(guān)鍵技術(shù)研究已有具體進展。

2016年，2月11日，NSF和LIGO研究團隊宣布成功探測到引力波。

引力波對人類的影響

引力波攜帶著關(guān)于波源的信息，如果人類能夠截獲這些信息，將化作窺探宇宙深處的工具，幫我們洞悉整個宇宙的起源。

此次探測到因兩個黑洞之間的合并所引發(fā)的引力波，再一次拉近了人類探索宇宙的距離，人類將以前所未有的方式看到塑造宇宙的力量，發(fā)現(xiàn)未曾想象過的事物，這是一種前所未有認知宇宙的方式。

中國科學(xué)院國家天文臺劉博洋說：“引力波加深了人類對時空彎曲、時間旅行的理解。時間旅行，就是宇宙弦打結(jié)能夠產(chǎn)生封閉類時間曲線---這樣或許就可以實現(xiàn)時間旅行?！?/p>

實現(xiàn)時間旅行，首先要證實宇宙弦的存在，而引力波的探測對于證實宇宙弦的確存在幫助。

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