美科学家探测到引力波 印证爱因斯坦百年前预言

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/19 15:26:29
美科学家探测到引力波 印证爱因斯坦百年前预言

2016年02月12日  来源:中国新闻网



激光干涉引力波天文台(LIGO)联合创始人Kip Thorne在介绍合并的黑洞。


  中新社华盛顿2月11日电 美国科研人员11日宣布,他们利用激光干涉引力波天文台(LIGO)于去年9月首次探测到引力波。这一发现印证了物理学大师爱因斯坦100年前的预言。

  早在1915年,爱因斯坦在广义相对论的基础上提出了引力波的存在,并预言强引力场事件可产生引力波,比如黑洞合并、脉冲星自转以及超新星爆发等。

  现代物理学认为,引力波是一种与电磁波不同的辐射,无法通过电磁辐射直接观测。引力波与宇宙中物质的相互作用是非常微弱的,因此可以传播至很远的宇宙空间。

  为“捕获”引力波,美国国家自然科学基金会于上世纪90年代在路易斯安娜州利文斯顿和华盛顿州汉福德各建造了一个激光干涉引力波天文台(LIGO)。每个天文台都有两个长达4公里的测量臂,呈L型排列。来自加州理工学院、麻省理工学院等90多所高校的1000多名科学家参与LIGO的日常探测和研究。


  美国东部时间2015年9月14日5时51分,位于利文斯顿的探测器首先传出撞击声,7毫秒后,汉福德的探测器也传出撞击声。这意味着有引力波传到了地球,并被两个天文台探测到。

  LIGO官网11日在一份新闻稿中表示,此次探测到的引力波是由两个黑洞合并引发的。这两个黑洞的直径都在150公里左右,它们不断靠近,旋转,并最终合并成一个黑洞。两个黑洞一个达到太阳质量的29倍,一个为太阳质量的36倍。据推测,两个黑洞的合并发生在13亿年前,合并过程中产生的引力波经漫长的传播最终抵达地球。

  据推测,两个黑洞以1/2倍光速的速度相撞后合并。二者在合并的过程中释放出约3个太阳质量的能量,这些能量以引力波的形式辐射出去。

  LIGO的创始者之一、麻省理工学院物理学教授雷纳·维斯说,“引力波的发现漂亮地印证了爱因斯坦在100年前的预言。如果我们有机会告诉他这件事,我真想看看他脸上的表情。”

  在哥伦比亚大学物理学教授绍博尔齐·马尔卡看来,人类此前的天文学发现都好似“眼睛”,而引力波的发现意味着人类长了“耳朵”。他表示,引力波携带大量信息,它的发现可帮助科研人员更好地了解黑洞。

  学界普遍认为,引力波的发现是物理学和天文学的一项重大突破。它开启了人类探索宇宙的一扇大门,甚至可能揭开宇宙诞生早期的奥秘。(完)




http://www.chinanews.com/gj/2016/02-12/7754055.shtml


美科学家探测到引力波 印证爱因斯坦百年前预言

2016年02月12日  来源:中国新闻网



美国科学家宣布探测到引力波的存在  来源:央视新闻

激光干涉引力波天文台(LIGO)联合创始人Kip Thorne在介绍合并的黑洞。

  中新社华盛顿2月11日电 美国科研人员11日宣布,他们利用激光干涉引力波天文台(LIGO)于去年9月首次探测到引力波。这一发现印证了物理学大师爱因斯坦100年前的预言。

  早在1915年,爱因斯坦在广义相对论的基础上提出了引力波的存在,并预言强引力场事件可产生引力波,比如黑洞合并、脉冲星自转以及超新星爆发等。

  现代物理学认为,引力波是一种与电磁波不同的辐射,无法通过电磁辐射直接观测。引力波与宇宙中物质的相互作用是非常微弱的,因此可以传播至很远的宇宙空间。

  为“捕获”引力波,美国国家自然科学基金会于上世纪90年代在路易斯安娜州利文斯顿和华盛顿州汉福德各建造了一个激光干涉引力波天文台(LIGO)。每个天文台都有两个长达4公里的测量臂,呈L型排列。来自加州理工学院、麻省理工学院等90多所高校的1000多名科学家参与LIGO的日常探测和研究。


  美国东部时间2015年9月14日5时51分,位于利文斯顿的探测器首先传出撞击声,7毫秒后,汉福德的探测器也传出撞击声。这意味着有引力波传到了地球,并被两个天文台探测到。

  LIGO官网11日在一份新闻稿中表示,此次探测到的引力波是由两个黑洞合并引发的。这两个黑洞的直径都在150公里左右,它们不断靠近,旋转,并最终合并成一个黑洞。两个黑洞一个达到太阳质量的29倍,一个为太阳质量的36倍。据推测,两个黑洞的合并发生在13亿年前,合并过程中产生的引力波经漫长的传播最终抵达地球。

  据推测,两个黑洞以1/2倍光速的速度相撞后合并。二者在合并的过程中释放出约3个太阳质量的能量,这些能量以引力波的形式辐射出去。

  LIGO的创始者之一、麻省理工学院物理学教授雷纳·维斯说,“引力波的发现漂亮地印证了爱因斯坦在100年前的预言。如果我们有机会告诉他这件事,我真想看看他脸上的表情。”

  在哥伦比亚大学物理学教授绍博尔齐·马尔卡看来,人类此前的天文学发现都好似“眼睛”,而引力波的发现意味着人类长了“耳朵”。他表示,引力波携带大量信息,它的发现可帮助科研人员更好地了解黑洞。

  学界普遍认为,引力波的发现是物理学和天文学的一项重大突破。它开启了人类探索宇宙的一扇大门,甚至可能揭开宇宙诞生早期的奥秘。(完)




http://www.chinanews.com/gj/2016/02-12/7754055.shtml


背景资料:世界各国的大型引力波探测项目



2016年02月12日  来源:环球网


  美国科研人员11日宣布,他们利用激光干涉引力波天文台(LIGO)于去年9月首次探测到引力波。这一发现印证了物理学大师爱因斯坦100年前的预言。
  为“捕获”引力波,美国国家自然科学基金会于上世纪90年代在路易斯安娜州利文斯顿和华盛顿州汉福德各建造了一个激光干涉引力波天文台(LIGO)。每个天文台都有两个长达4公里的测量臂,呈L型排列。来自加州理工学院、麻省理工学院等90多所高校的1000多名科学家参与LIGO的日常探测和研究。
  在美国的LIGO计划开始之后,欧洲也开始进行引力波探测计划。目前,比较大型的探测器是由英国和德国合作,在德国Hannover附近建造的GEO 600探测器,以及由法国和意大利合作,在意大利Pisa附近的VIRGO探测器。GEO 600探测器的壁长是600米,而VIRGO的臂长是3000米。相比之下,VIRGO的造价和性能都远高于GEO 600,而和LIGO相当。
  大家也许会问,为什么经济实力更强的英、德两国在引力波探测器的规模上竟然会比不过法意两国呢?据说,本来前西德也要建造一个4公里臂长的探测器。但是由于东西德合并,西德支持东德,这个经费就被砍掉了,只好建造一个600米的探测器。

  日本也开始建造大型的KaGRA引力波探测器。早年,在日本有一个TAMA300探测器,位于东京附近的三鹰市,在日本的国家天文台院内,臂长300米。日本科学家多年来一直致力于推动大型引力波探测,这个KaGRA项目终于在2008年立项。目前,这个探测器的建设已经基本完成,进入了调试阶段。
  前些年,印度也开始加入了引力波探测的行列。LIGO实验室和印度引力波物理学界已经达成协议,计划把LIGO的一部分实验设备运往印度,并在印度开设一个LIGO-India的引力波观测站。
  早在上世纪70年代,引力波探测这一被诺贝尔奖获得者杨振宁称为“投钱少,有重大科学意义”的研究领域,就曾经在中国引起过热潮。但中国的研究从1998年起中断十余年。
  2008年,在中科院力学所国家微重力实验室胡文瑞院士的推动下,中科院多个研究所及院外科研单位共同成立了科学院空间引力波探测工作组,开始探索中国空间引力波探测的可行性。这一项目被列入中科院空间科学2050年规划。
  中国目前在引力波探测方向的项目是“天琴计划”,根据目前的设想,“天琴计划”主要将分四阶段实施:第一阶段完成月球/卫星激光测距系统、大型激光陀螺仪等天琴计划地面辅助设施;第二阶段完成无拖曳控制、星载激光干涉仪等关键技术验证,以及空间等效原理实验检验;第三阶段完成高精度惯性传感、星间激光测距等关键技术验证,以及全球重力场测量;第四阶段完成所有空间引力波探测所需的关键技术,发射三颗地球高轨卫星进行引力波探测。






http://www.chinanews.com/gj/2016/02-12/7754258.shtml
发现引力波 全球科学家怎么看



2016年02月12日  来源:新华社


  直接探测到引力波有多重要?包括中国科学家在内的多国家科学家认为,新发现不仅填补了广义相对论实验验证中最后一块缺失的拼图,让现代物理学的根基更加坚实,也意味着科学家抓住了揭开宇宙奥秘的“钥匙”,有助于了解宇宙的起源和运行机制。

  英国著名理论物理学家斯蒂芬·霍金表示:“引力波提供了一种人们看待宇宙的全新方式。(人类)探测到引力波的这种能力,很有可能引发天文学革命。”
  全球近千名科学家参与了搜寻引力波的项目,其中有来自中国清华大学的科研团队,包括该校信息技术研究院研究员、天体物理中心兼职研究员曹军威,以及计算机系副教授都志辉和王小鸽等。参与研究的几位科学家对新华社记者说,他们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。如果说引力波发现有重大意义,那么探测和数据分析技术水平的提高意义也同样重要。
  美国亚利桑那州立大学物理学家劳伦斯·克劳斯告诉新华社记者,发现引力波开启了观测宇宙的一个新窗口,就像望远镜的发明或太空无线电波的发现一样。引力波天文学将成为21世纪的天文学。不仅如此,它可能还揭示了有关引力、黑洞及基本物理问题的性质的重要信息。
  南非夸祖鲁-纳塔尔大学的引力波研究专家马寅哲说,天文学的发现几百年以来主要靠电磁光谱的测量,射电、光学、红外、X射线等天文观测手段均是在收集光,靠“看”观测宇宙。引力波的发现则将从“听”这一完全不同的角度进行天文观测,引力波天文学这一学科的大门彻底被打开。引力波将成为检验爱因斯坦相对论、探测黑洞质量、测量宇宙距离等基本问题的新窗口。
  此次主导发现引力波的是“激光干涉引力波天文台”项目(LIGO)。参与该项目的美国宾夕法尼亚州立大学科学家查德·汉娜说,我们无法预测引力波天文学将如何改变对宇宙的基本认知,就像伽利略用他的小望远镜预测不了哈勃太空望远镜展现给我们的宇宙那样,“我们可以预期的是,100年后我们的后辈所知道的将与我们所知道的有天壤之别”。
  LIGO原型机实验室科学家埃里克·金特罗对新华社记者回忆自己得知引力波可能被探测到的经历说,“我们被告知不得声张,我甚至没有告诉家人,其实直到今天,我们还没有好好庆祝,我只是在当时偷偷攥了下拳头,对自己说‘YES’”。
  另一名LIGO项目共同创始人、加州理工学院教授基普·托尔内说:“有了这一发现,我们人类将会开始不可思议的新探索:探寻宇宙扭曲的一面——由扭曲时空生成的天体与现象。”
  托尔内也是好莱坞科幻大片《星际穿越》的科学顾问。有人在记者会上问这一发现对时间旅行有什么意义,他回答说:“这大大加深了我们对在极端扭曲情况下的时空行为的了解,但我不认为它使我们距时间旅行更近一步。我倒是希望如此,但那是两个不同的方向。”
  100年前,爱因斯坦的广义相对论预言了引力波的存在。但爱因斯坦也曾认为,由于引力波太过微弱,它无法被探测到。参与LIGO项目的墨尔本大学研究人员孙翎告诉记者,这次“我们既证明了他的正确,另一方面他也说错了,我们真的探测到了”。(参与记者:林小春、彭茜、杨骏、郭爽







http://www.chinanews.com/gj/2016/02-12/7754494.shtml
爱因斯坦是最伟大的科学家