央廣網(wǎng)消息(記者張加寧)據(jù)中國之聲《新聞縱橫》報道,這兩天,全球數(shù)十家著名天文機(jī)構(gòu)紛紛發(fā)布了同一條消息:北京時間今日(16日)晚上10點,將發(fā)布重大消息。這吊足了全世界的胃口。這些機(jī)構(gòu)包括南京紫金山天文臺、美國國家航空航天局、歐洲南方天文臺等。
平時都挺嚴(yán)謹(jǐn)挺靠譜的組織,這次卻很是調(diào)皮,除了這一句“重大消息”,口風(fēng)都緊得很。看來不到今天晚上10點,他們都絕不會透露分毫。不過有天文愛好者從今年8月《自然》雜志的一篇文章中看出了端倪,這個“重大發(fā)現(xiàn)”不是有些人猜測的發(fā)現(xiàn)了外星人;不過也大可不用覺得失望,因為這次發(fā)現(xiàn)的主角同樣是位重量級角色:引力波。
引力波是愛因斯坦廣義相對論實驗驗證中最后一塊缺失的“拼圖”。而發(fā)現(xiàn)引力波的三位美國科學(xué)家也剛剛在本月初毫無爭議地獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。
雖然這次引力波新發(fā)現(xiàn)還沒有正式公布,但目前也有一些猜測:過去探索到的三次引力波事件,都是雙黑洞并合。但黑洞并合真的是“黑”的,它不會發(fā)射出電磁波;而這次,有可能是會在電磁波波段釋放出巨大能量的雙中子星并合。這樣,在電磁波望遠(yuǎn)鏡中,這個引力波,是會發(fā)光的,至少是能被電磁波望遠(yuǎn)鏡“看”到的。
當(dāng)然,在今天晚上之前,一切都是猜測。但是,科學(xué)家們?yōu)槭裁匆獙σΣㄈ绱松窕觐嵉梗课覀兪遣皇窃谔綔y未知世界的路上又更進(jìn)了一步?
“世界那么大,我想去看看”。然而宇宙真的太大了,有時我們只能去聽聽。愛因斯坦的廣義相對論一百年前就預(yù)言了引力波的存在,但直到2015年才首次獲得證實。近一個世紀(jì)的求索后,人類終于聆聽到宇宙深處的聲音。
科學(xué)家:大家可以聽到最后一響,我們有一個 “biu”的一聲,這個大家可以看到,在頻域它已經(jīng)非常非常突出了,這就是我們所探測到的引力波,所以我們講我們聽到了引力波的聲音。我們想象的宇宙空間像水波紋一樣的時空分布,如果這里面有物質(zhì),尤其是像黑洞這么的物質(zhì),開始在里面對時空進(jìn)行攪動的話,它就會不斷釋放引力波。
這么形象地解釋,來自于清華大學(xué)LIGO工作組負(fù)責(zé)人曹軍威。LIGO是美國“激光干涉引力波天文臺”的簡稱,背后有十多個國家、千余名研究人員的艱辛付出,正是他們在2015年首次成功探測到引力波。引力波由黑洞等天體在碰撞過程中產(chǎn)生,有人把它想象成石頭丟進(jìn)水里產(chǎn)生的波紋,也有人用電影《泰坦尼克》里男女主人公跳舞的場面來描繪它。
曹軍威:《泰坦尼克號》中的杰克和羅斯之所以會互相吸引,除了因為愛還因為質(zhì)量,有質(zhì)量的物體會使他周圍的時空發(fā)生扭曲,物體的質(zhì)量越大時空就扭轉(zhuǎn)的越厲害。如果你將時空看成一張大橡膠膜,然后往上面放一個羅斯,那么她的質(zhì)量就會把橡膠膜往下壓,如果放一個杰克,那你會看到羅斯和杰克分別造成的時空扭曲,讓他們倆逐漸接近對方。太陽和地球的關(guān)系也是一樣的道理,只不過太陽的質(zhì)量比地球大的多,造成的時空扭曲也更大,所以看上去是地球繞著太陽旋轉(zhuǎn),所以按照廣義相對論的思路引力只是時空扭曲必然帶來的現(xiàn)象,而當(dāng)太陽和地球跳轉(zhuǎn)圈舞的時候,他們周圍的時空就會發(fā)生起伏、震顫和波浪。這種變化以波的形式向外傳播,用聽起來很厲害的說法講就是引力波。
這樣的描述使得引力波聽起來很浪漫,而在科學(xué)家眼中,發(fā)現(xiàn)引力波的偉大之處是人類又找到了一種探索浩瀚宇宙的新途徑。
國際宇航聯(lián)空間運輸委員會秘書長、中國航天科工集團(tuán)公司二院研究員楊宇光:基于目前人類掌握的物理知識和可以預(yù)見的物理學(xué)知識,人類只能在太陽系的范圍內(nèi)活動,不可能到哪怕是最臨近的恒星系去旅行的。那么只有一種可能性,就是除非將來物理學(xué)發(fā)生質(zhì)的飛躍,也就是說人類對自然界的認(rèn)識產(chǎn)生質(zhì)的飛躍才有這種可能性。那么引力波他最重要的意義在于,人類從過去到現(xiàn)在所有對自然界的觀測,包括天文觀測,主要依賴于電磁波,也就是雷達(dá)或者是光學(xué)波段的電磁波對未知世界進(jìn)行探測。而有了引力波以后我們就對自然界多了一種探測的手段,那么這是一個質(zhì)的差異。那么引力波的探測有可能使我們了解到更豐富的有關(guān)于黑洞、中子星等等這些天體在發(fā)生一些現(xiàn)象和劇烈變化時的時空變化,所以說它對于我們了解物質(zhì)世界是非常有用的。
美國宇航局高級科學(xué)家、諾貝爾物理學(xué)獎得主約翰·馬瑟:這對于天文學(xué)來說是巨大的發(fā)現(xiàn),不僅僅是技術(shù)上的進(jìn)步,也不僅僅證明了愛因斯坦理論的正確,這是我們在天文學(xué)上發(fā)現(xiàn)的全新的東西。
現(xiàn)如今,即使是不做科研的普通人也大都知道,宇宙起源于由大約137億年前發(fā)生的一次大爆炸。而引力波的發(fā)現(xiàn)最終將幫助我們探索宇宙起源的諸多秘密。
楊宇光:在宇宙從一個奇點大爆炸,產(chǎn)生目前我們見到的宇宙的整個過程是如何演化的,實際上人類也僅僅是有假說而已,并沒有從理論上和實踐上去證實它。而通過引力波的研究我們可以了解,比如像之前提到的黑洞等一些現(xiàn)象所產(chǎn)生的極端的物理規(guī)律是十分有用的,對我們更好的認(rèn)識宇宙起源也就是剛才所講的大爆炸以及它的演化過程,有非常重要的參考價值。