苟利军│引力波:带人类倾听星辰大海之声(4)

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。

我们再看一下这几次飞跃或者说变革,不管是伽利略还是杨斯基,以及后来的X射线,都相当于探索的我们所熟知的电磁波谱上的不同部分。射电部分比光学的能量要低一些,而X射线要比光学高一些,但它们都是电磁波谱。

第四次的变革或者说飞跃,距离我们非常近。在1987年,当大麦哲伦星云中,有一个非常明亮的超新星爆发了,我们现在称之为1987A。在这次爆发之前,有两个地点观测到了这颗超新星爆发中微子信号,一个是美国的戴维斯,另一个是日本的小柴昌俊,他们都在爆发之前就探测到了。这是人类第一次在太阳之外探测到了中微子信号。所以这次探测信号的意义重大,也因此而开创了一门新的天文学科——中微子天文学。相比之前的三次,中微子是不同于光子的另外一种粒子,意义也非常重大,我们叫做第四次飞跃。

引力波的发现是第五次飞跃。之前不管是电磁波还是中微子,都相当于给我们提供了一幅图象。而引力波给我们听到的是一个声音,所以又是完全不同于前四次的飞跃,我们称之为第五次飞跃。我们现在正处于大门刚刚打开的时刻,引力波究竟会带给我们什么样的这种星空,还需要我们以后进一步的探索,但是我们相信是非常丰富多彩的。

二、引力波的发现

我们刚才讲述了引力波探索的意义,现在回归到新闻发布会的一些结果,下面我给大家讲述、解释一下引力波具体是什么和产生引力波的天体,除了黑洞之外还有什么样的天体,以及引力波到底是怎么被探测到的。 

1、引力和时空的认识历史

图片1

这张图大家可以看到,最上面的图可以看到信号的强度,是从弱一直变强,到最后变弱,最强的地方代表了两个黑洞合并结束了。合并结束以后,引力波就消失了,所以它的信号就完全变弱了。中间一栏是我们的理论跟观测相拟合,可以看到拟合得非常好。既然探测到了,大家应该很期待了解到底什么是引力波。那引力波是什么呢?要理解引力波,首先要理解引力。

责任编辑:叶其英校对:李天翼最后修改:
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