2016年2月13日讯,这几天大家一定都被“引力波”这个东东给刷屏了吧?大缸君装着一副看得懂的样子,要自豪地拍着胸膛告诉大家:这一历史性的时刻有我们的科学家参与!这一历史性的时刻有我们的科学家参与!这一历史性的时刻有我们的科学家参与!重要的事情说三遍!
事件回顾
北京时间2016年2月11日23:40左右激光干涉引力波天文台(LIGO)负责人、加州理工学院教授David Reitze宣布发现了引力波。这一引力波信号于世界协调时间2015年9月14日9:51(北京时间当天下午17:51),由分别位于美国路易斯安那州列文斯顿和华盛顿州汉福德的激光干涉引力波天文台的一对探测器同时探测到。
铛铛铛,以下是科普时间!
德国马普引力物理所、清华大学博士后、激光干涉引力波天文台科学合作组织成员胡一鸣通过“知识分子”微信公众号进行了解读。胡一鸣说,人类在面对浩瀚的宇宙时,从来都是只能远观而不可聆听。望远镜越来越大越来越灵敏,却仅仅让天文学家“目明”而不能“耳聪”。人类认识的宇宙,一直是一片寂静。但是在2015年9月14日,两个叫做高新激光干涉引力波天文台的引力波探测器首次搜寻到了引力波,科学家将此名为GW150914。
胡一鸣说,探测到的引力波信号是在十几亿光年外,两个分别为29倍太阳质量和36倍太阳质量的超恒星级黑洞并合产生的信号;这个信号在从20Hz跃升到150Hz的并合频率时只用了不到0.2秒的时间。
爱因斯坦当年根据广义相对论推导得出引力波时也直言引力波无法被探测到。因为难度太大。胡一鸣在解读中表示,如果把时空想象成一根弹簧,时空中的质量变化会导致弹簧的伸缩。但是由于引力常数太过微小,所以时空这根弹簧非常之硬,以至于其改变量极难察觉。即使施加巨大的能量也仅仅能够改变分毫。这使得引力波极少与物质相互作用,阻隔得再厚的墙壁在引力波面前都如同透明一般,也让探测极为困难。
他表示,探测到引力波的意义不仅仅是验证广义相对论,更对天文探测起着无比重要的作用。事实上,引力波不光具备视觉所不能及的信息,其与人的听觉还有另一种异曲同工之妙:正如堵住一个耳朵,人就无法分辨声音的来源,只靠一个引力波探测器,也无法确定致密双星并合的信号。因此,以地球为脑袋,引力波探测器为耳朵,科学家们架设起了一座倾听宇宙的招风巨耳。
激光干涉引力波天文台的研究工作由激光干涉引力波天文台科学合作组织完成。这一合作组织包含来自美国和其他14个国家的1000多名科学家。合作组织中的90多所大学和科研机构参与研发了探测器所使用的技术,并分析其产生的数据;在组织中,有约250名做出重要贡献的成员是学生。
2009年,清华大学成为该合作组织的正式成员,也是该合作组织在中国大陆的唯一成员。
来自清华的研究团队着重采用先进计算技术提高引力波数据分析的速度和效率,参与了引力波暴和数据分析软件等工作组相关研究。团队与麻省理工学院、加州理工学院等合作组织成员合作开展、参与构建了引力波数据计算基础平台。清华团队开发的数据分析软件工具被整个合作组织的科研人员广泛使用。
清华研究团队的相关数据分析结果已经在自然、物理评论快讯、物理评论D等期刊上发表论文数十篇。团队的科学家坦言,虽然国际上引力波科学研究和观测工作开展的如火如荼,但我国在这方面的基础还相对薄弱,目前尚没有自主建设的引力波天文台。
科学家建议,随着国际上引力波直接观测的成功和引力波天文学时代的开启,我国亟需自主建设引力波天文台,要脚踏实地从培养人才入手,有开放合作的心态,充分借鉴国际上已有的研究和实验成果。此外还要大力加强科学目标引领下的跨领域合作,才有可能带动一系列的技术创新和科学发现,进一步推动我国引力波科学研究的发展。
有媒体报道,中国本土重大引力波探测工程“天琴计划”已经于2015年7月份正式启动,部分关键技术研究已有具体进展,目前正在立项中。