发现引力波之后将是宇宙的有声电影
来源:科技资讯 发布时间:2016-02-14 10:32:02

本文转自中国科技网-科技日报

[导读] 年初四的晚上,有几个天体物理爱好者的群,兴奋的彻夜不眠。我找到其中一位请他为我科普一下引力波。理由是:我就是喜欢你们明明不懂引力波还不得不和我们一起强颜欢庆的样子。

张梦然

■梦然丝语

年初四的晚上,有几个天体物理爱好者的群,兴奋的彻夜不眠。我找到其中一位请他为我科普一下引力波。遭拒。理由是:我就是喜欢你们明明不懂引力波还不得不和我们一起强颜欢庆的样子。

这谁说的,我自认还是明白点儿的。当年希格斯粒子出现时,我终于知道了自己为什么这么重;而引力波的发现,让我知道了这个重量会有多强大。

说点题外的。诺兰的《星际穿越》放映时,我们都知道里面恢弘的黑洞由一位物理学家打造,他就是基普·索恩。自从当年相信了探测引力波是有可能的之后,他成了现世引力波最坚定的支持者之一,也是这次发现引力波的机构LIGO的主要发起人。上个世纪80年代,基普·索恩和几名科学家一起创建了这项计划,直到1999年,LIGO建成。

这个天文台就像一面巨大的竖琴,以激光为弦。它不轻易奏响,只有宇宙中高度动态的事件才有本事拨弦。但这正是此前引力波探测研究最遭诟病之处,非常难以探到,噪音干扰又多,花钱又费。

以当年的眼光来看,同样的建设资金放到望远镜上才是正途,投在LIGO上就是在冒险,“全靠爱因斯坦的名声撑着”。

LIGO的前十年保持潜伏态,一无所获。当时它的灵敏度只能勉强够到这次发现的引力波振幅的峰值,还不足以辨识波形。但升级后,灵敏度一下子提了十倍,几乎是开机就找到了要找的东西。

该怎么形容这次收获呢?不客气地说,天文学即将经历一次革命,其起点就是人们探测到引力波。

从16世纪伽利略的望远镜发现天空中原本一片黑暗之所竟蕴藏着丰富细节,到全球联网的射电望远镜群敢于向遮蔽我们视野的天幕发起挑战,人类从未放弃对星空的展望。但此前的成果,呈现给人们只是一部宇宙默片,引力波则可以让我们聆听到宇宙隐匿起来的音律,领略到精彩绝伦的寰宇有声电影。

这是因为,电磁波包括可见光、无线电波和红外线等,都是由单个原子或电子发出的。譬如说,天体发出的电磁波让我们了解到它的温度、年龄、组成等单一特性。而引力波携带着迥然不同的信息,又不会像闹心的中微子那样把信息搞丢,引力波可以告诉我们大质量天体运行的全部情况,它是一个400年来探测太空最根本、却最先进的器具。

其实,宇宙中只要有质量的运动物体都会发出引力波,其强弱取决于质量的大小和运动特点。但一般能入法眼的都是宇宙能量变化最激烈的事件,恒星碰撞、超新星爆发、中子星飞转,还有这次的两个黑洞合二为一。

所以担心自己也辐射出引力波的人可以消停了,虽然咱们重,但咱不爱动啊。要知道像原子弹爆炸这个级别的引力波信号,对物理学探测来说都不值一提。

从地球上能观测到的引力波实在太弱了。不过LIGO还会继续升级改造,大概是再提升3倍的灵敏度,人类距离真正回望到宇宙最初的瞬间已不再遥远,我们拥有了最理想的、也几乎是唯一的工具。

这原本应该是个凄迷的故事不是吗?渺小的人类妄想捕捉宇宙时空里捉摸不定的涟漪。但现代技术的成功,一步步把我们引向检验它的边缘,更让我们见证它成为事实。何其幸运!

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