苟利军│引力波:带人类倾听星辰大海之声(2)

摘要:北京时间2016年2月11日23:40左右,加州理工学院教授David Reitze宣布,人类首次发现了引力波。发布会上究竟揭开了哪些谜团?与之前的传言有何不同吗?中国科学院国家天文台黑洞来客团队主要成员苟利军研究员,全面解读了这场激动人心的发布会,并对这项具有划时代意义的科学发现做了较深入的分析。

如果以人类的探知方式做类比,传统天文的观测方式(利用望远镜观测)就好比人的眼睛,我们看到的是一幅图像,但是引力波就如同给我们提供了一个探测宇宙的耳朵。除了我们现有的眼睛之外,我们又多了一双耳朵,我们就会看到更为丰富多彩的宇宙。在此之前,引力波从来没有被探测过,所以它给我们打开了一扇认识宇宙的全新窗口,这是一个非常值得纪念的时刻。另外,这次发现也非常类似于电影历史的发展,在最刚开始的时候,电影是没有声音的,但是后来电影被加入了声音。从无声电影到有声电影,这种差别是巨大的。如果再让我们回去无声电影,肯定不能忍受。

尽管现在引力波发现的意义非常重大,但是我们现在还处于刚刚开始的时候,也就是初端,所以它所带来的巨大变化,我们现在还不能感受到。如果若干年之后,再回头来看我们现在所处的时代,就会感受到引力波给我们带来的效应。

另外,引力波不仅仅有声音上的差别,它在探测宇宙天体的方面,能够探索到一些电磁波方式(图像)探测不到的天体,比如这次所探测到的黑洞,就是在电磁波波段看不到的。

接下来我让大家感受一下两个黑洞合并时所产生的引力波,听起来到底是什么声音,大家仔细听接下来的这段小音频。在结尾的时候有一个音频突然升高的那一刻,时间非常短,它就是代表了两个旋转的黑洞在最后合并时所发出的声音。两个黑洞合并时所产生的频率,刚好在我们人耳能够听到的频率范围之内。纵轴的频率最高点是在200多赫兹,人的耳朵的灵敏范围最低可以到50赫兹,200多赫兹正好处于人类耳朵的听力范围之内。所以将引力波的效应类比于人类的耳朵。

引力波:人类探索宇宙的第五次飞跃

纵观人类探索宇宙的方式,我们可以将引力波称之为人类探索宇宙的第五次飞跃。伽利略第一次将光学望远镜指向了天空,发现了月球上的环形山以及木星的卫星。之前人类看宇宙、夜空的方式都是肉眼,将望远镜指向天空以后,人类的观测能力不断得到提升,我们才探索到宇宙中非常多的神奇面貌。所以,伽利略将望远镜指向天空,这是人类探索宇宙的第一次飞跃。当时他的望远镜口径只有2.6厘米,放大倍数是14倍,这非常类似于我们日常生活当中小孩子玩的玩具望远镜,在我们现在看来非常简单,但是正是这个非常简单的东西,最终导致了我们探索宇宙的进步。

责任编辑:叶其英校对:李天翼最后修改:
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