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科学家发现重力波 爱因斯坦100前预言被证实


加州理工LIGO执行董事大卫·瑞兹(David Reitze)2月11日宣布他们发现了预言的重力波。 (SAUL LOEB/AFP/Getty Images)

由加州理工学院领导的国际科研团队2月11日(星期四)宣布,发现了距离地球13亿光年外的两个黑洞相撞产生的时空涟漪,进一步证明了爱因斯坦在100年前的重力波的存在。

希伯来大学爱因斯坦档案馆馆长Dr. Roni Gross展示爱因斯坦百年前预言重力波的文件。(Lior Mizrahi/Getty Images)

爱因斯坦在1916年发表的广义相对论中第一次提到重力波。他认为大质量物质能让时空产生扭曲,类似保龄球拉伸织物的效应。当这些物体加速时,他们将在中产生涟漪(重力波)。

此次发现由加州理工学院、麻省理工学院组成的“激光干涉重力波台”(LIGO)做出。该项目是美国国家科学基金会资助下于1984年成立的,以证明爱因斯坦理论的正确性。更早的研究可以追溯到1972年,当时是在麻省理工展开。

探测宇宙可以“用耳朵”

LIGO执行董事大卫·瑞兹(David Reitze)在华府的新闻发布会上说,这个发现将打开研究宇宙的新窗口,“直到现在,我们对重力波一直失聪。但是今天我们可以听到它们了。”

天文学家一直依靠各种波长的光波来探测宇宙——可见光可以看到肉眼所见的天空;红外线可以探测到更古老、更遥远的星星;无线电揭示了宇宙大爆炸产生的余辉;X射线则可以展现恒星爆炸产生的超新星……除去中微子天文学开辟的新领域,天文学家基本是在依靠“眼睛”观察宇宙。现在,随着重力波的发现,他们又多了一个感官功能,用“耳朵”来感知宇宙。

2.5英里长的隧道探测器

重力波是由两个LIGO探测器在去年9月14日美西时间凌晨2:51探测到的。两个探测器分别位于路易斯安娜州的李文斯顿和华盛顿州的汉福德,相距2千英里。探测器是长约2.5英里的隧道,安装有反射镜和激光,以探测重力波经过地球时产生的微弱信号。

LIGO希望,即将建成的三个国际干涉仪能帮助他们寻找到重力波的波源。

为了LIGO项目,加州理工从全美和世界各地招聘了500多工作人员。

加州理工LIGO数据分析组主管艾伦·温斯坦(Alan Weinstein)说,早期的技术无法探测到重力波是因为不够敏感。去年9月他们更新了技术,将敏感度提高三倍,立刻在当月就探测到了重力波的信号。

家曾怀疑数据造假

之后的几个月,们一直在确认数据、撰写论文。有的科学家甚至曾经怀疑信号的真实性,怕是有的项目成员故意捏造的。但是没有发现数据被篡改过的证据。

星期四,LIGO发表了经过同行审评的“对二元黑洞合并产生重力波的观察”(Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger)等12篇论文。尽管二元黑洞也尚未得到证实,但是LIGO认为黑洞理论最符合他们接收到的信号。

加州理工费曼理论物理学教授、LIGO的联合创始人基普·索恩(Kip Thorne)在一份声明中说:“随着这项发现,我们人类将展开一个了不起的新旅程:探索宇宙扭曲的一面——来自扭曲时空的物体和现象。”“黑洞碰撞产生的重力波是我们发现的第一个漂亮的例子。”◇

来源: 责任编辑:张顿

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