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人类首次直接探测到引力波  

2016-02-15 22:39:56|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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北京时间2月11日晚间消息,“激光干涉引力波天 文台”(LIGO)官方刚刚宣布:在爱因斯坦提出引力波概念100周年后,引力波被首次直接观测到。

  来自一个双黑洞系统产生的引力波信号在公元2015年9月14日国际标准时间9:51(北京时间17:51)由两座分别设置在华盛顿州和路易斯安那州的LIGO观测台探测到。这也是人类首次直接观测到一个“双黑洞”系统。LIGO项目发言人Gaby González表示此次LIGO探测到的引力波信号来自两个黑洞的合并,这两个黑洞质量分别为29个和36个太阳质量,合并过程中有相当于3倍太阳质量的能量被以引力波形式释放出去。

  这开启了引力波天文学的崭新时代。


时空中的涟漪

  当爱因斯坦最早提出他的广义相对论的时候,他彻底革新了我们原先对于时间与空间的概念理解。我们此前一直认为空间是恒定而不变的,物质和能量存 在于其中。但爱因斯坦的理论指出空间实际上与能量和质量之间都是相互联系的,并且随着时间推移空间也在发生变化。如果只存在一个质量物体,静止地存在于时空之中(或者 处于匀速运动状态),那么它所处的时空不会发生变化。但如果你加入第二个质量物体,那么这两个物体之间就会发生相互运动,互相会向对方施加一个加速度,在 这一过程中也就将造成时空结构的改变。更加重要的是,由于存在一个大质量粒子在引力场中运动,广义相对论指出这一大质量物体将会被加速,并释放一种特殊的辐射:引力辐射。

  这种引力辐射与你所知的其他任何种类的辐射都不同。它会以光速穿越空间,但它本身又是空间中的涟漪。它从被加速的物体带走能量,这就意味着,如 果这两个质量 物体处于相互运行的轨道之中,那么随着时间推移这个轨道将会逐渐收缩,这两个质量物体之间的距离将逐渐缩短。不过不要太过担心,对于像地球围绕太阳运行这 样一个系统,相对而言这两个天体的质量还太小,而两者之间的距离又非常巨大,因此在引力波耗散能量的条件下,这个轨道也将需要经过10的150次方年才会衰减崩溃,如此长的时间早已远远超过了宇宙的年龄,事实上这也远远超过了已知所有恒星的寿命!然而对于相互绕转的黑洞或中子星而言,它们之间存在的轨道衰 减效应则已经被观测到了。

  科学家们认为宇宙中可能还存在着我们尚未探测到的更高能的事件,如黑洞的相互合并。这类事件应该会产生某种特征信号,而这样的信号是可以被“先进LIGO”系统捕捉到的。

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