曹军威:宇宙天籁——引力波(8)

摘要:引力波的直接探测,震惊全球,无疑是本世纪迄今为止,在天文学领域最具里程碑意义的重大科学发现之一,就像望远镜的发明或太空无线电波的发现一样。发现引力波的意义,不仅是验证广义相对论,更对天文探测起着无比重要的作用。比如,之前,几乎没有人会相信第一个探测到的引力波信号会是双黑洞并合,而且是质量如此之大的黑洞双星。通过这一次观测,科学家知道了数十倍太阳质量的黑洞是可以存在的。这一切,都无法通过传统的电磁波天文学得到,因此,引力波天文学将成为21世纪的天文学。

地下的引力波探测,其设备造价也会更高,在地下构建一个三角形的,由三个激光干涉仪组成的天文台,臂长是十公里的巨大探测器,所以它的探测精度更高。当然还有其他的方式,比如空间引力波探测,如果我们把激光干涉仪发射到空间,它的直观好处大家可以想,空间本身就是真空的,它受到的干扰就小,而且卫星之间,激光可以打的距离也更长,甚至臂长可以达到上百万公里长,这样的话探测到的引力波频段就不一样了,可以探测到超低频的引力波,我们国家也有一些计划,但也都没有获得资助。

给大家做一个电磁波和引力波的直观类比。150年前,麦克斯韦尔写下了电磁波的方程,21年以后赫兹就用实验的方式探测到了电子波的存在。到了2015年所有电磁波的频段都获得了应用。1916年,爱因斯坦预测了引力波的存在,1993年我们有一个间接的引力波探测证据,到2016年我们有一个直接的引力波探测的证据。但是目前为止,我们还不知道如何来应用引力波,也许未来一百年,人类会找到应用引力波的方式。引力波和电磁波到目前为止,虽然在想象上非常类似,但是目前为止还不能从理论上去统一它们。爱因斯坦晚年也在致力于把引力和电磁统一起来,但是目前为止还没有做到,这都是未来的一些研究方向。

很多人会问我,会不会由于发现了引力波,未来就会产生类似时空穿越,星舰文明的事情?我想这个过程是非常漫长的,如果真的有一天,人类能够实现这些愿景,那么这次的引力波的直接探测应该是非常好的起点,是有历史意义的起点,它不仅仅是重大的发现,而且它是一个重大的开始。

今天的交流就到这里,谢谢大家。

(根据宣讲家网报告整理编辑,

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责任编辑:李天翼校对:叶其英最后修改:
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