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人类首次直接探测到了引力波(gravitational waves)的存在

2016-02-13  lindan9997

2016-02-12 02:34:04


人类首次直接探测到了引力波(gravitational waves)的存在 - wuwei1101 - 西花社
科学家们还解码的引力波信号并确定其来源。根据他们的计算,引力波是两个巨大的黑洞,之间的冲突13十亿光年远的产品 - 尚未观察到现在是一个非常极端的事件
科学家在誉为“本世纪最大的科学突破”一个历史性的发现发现引力波。
这是第一次,研究人员检测造成的两个巨大黑洞碰撞时空翘曲 - 在东西爱因斯坦的广义相对论理论预言首次于1915年。
这些引力波,创造了1.3十亿光年距离地球,帮助确认我们的宇宙是由大爆炸产生,并给了前所未有一窥它的开始。
“女士们,先生们,我们检测引力波。我们做到了,“科技物理学家大卫Reitze加州理工学院说,在华盛顿一个拥挤的新闻发布会上表示,随后的炒作在公布周触发掌声。
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这是第一次,科学家在LIGO科学合作已经直接观测到引力波的涟漪。采用世界上最先进的检测仪,该项目的科学家听了第二次因为这两个巨大黑洞20千分之一太阳的一个35倍的质量,其他略小,盘旋对方。图为,海浪一个艺术家的印象
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什么是引力波
科学家们观看宇宙成由一个“时空结构”的。
这相当于爱因斯坦的一般理论,出版于1916年。
在宇宙中的物体弯曲这种面料,更加大质量物体弯曲了。
引力波被认为是这种面料涟漪。
它们可以被制备,例如,当黑洞轨道彼此或星系的合并。
引力波也被认为大爆炸过程中已经产生。
如果找到了,他们不仅证实了宇宙大爆炸理论,而且可以深入了解基础物理学。
例如,他们可以说,在一个点上,大部分或全部自然的力量被合并成一个单一的力量的想法线索。
在2014年3月,一个团队操作Bicep2望远镜,基于在南极附近,相信他们已经找到了引力波,但其结??果证明是不准确的。
霍金教授说,检测标志着科学的历史时刻。
“引力波在寻找宇宙提供了一种全新的方式,”他告诉英国广播公司。 “探测到它们的能力,有可能彻底改变天文学的潜力。
“这一发现一个黑洞双星系统的第一检测和黑洞合并的第一个观察。”
在这项研究中发现的引力波被认为是两个巨大的黑洞,之间的冲突13十亿光年远的产品 - 尚未观察到现在是一个非常极端的事件。
“产生这些引力波碰撞的黑洞在空间和时间的面料创造了一个猛烈的风暴,风暴中的时间加快,减慢,并再次加快,风暴中,空间的形状是弯曲这条路上的方式,“加州理工学院的物理学家基普·索恩说。
在此基础上特定事件的物理,LIGO科学家估计,在此事件中的两个黑洞是太阳的29和36倍,质量,以及事件发生的1.3十亿年前。
太阳的大约三倍质量转化成引力波的几分之一秒 - 用峰值功率输出大约50倍,整个可见宇宙。 LIGO观测这些引力波。
研究人员发现,在路易斯安那州和华盛顿两个激光干涉引力波天文台(LIGO)信号。
这些都是精心构造为从通过引力波探测微小的不得了双振动探测器。
一旦发现研究引力信号,他们将其转换成音频波,并听取了两个黑洞螺旋在一起的声音,然后合并成一个更大的单个黑洞。
“实际上我们听到他们去扑腾在夜间,”马修·埃文斯,物理学麻省理工学院助理教授。
“我们得到它到达地球的信号,我们可以把它放在一个扬声器,我们可以听到这些黑洞去,”呐喊“。
“有这个观察很内脏连接。
“你真的听了这些事情,不知何故奇妙了。”
该小组还能够相撞黑洞之前跟踪的最后毫秒。
他们确定了黑色的孔,如大量的太阳30次,盘旋彼此以接近光速的速度在碰撞融合之前。
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反对在汉诺威莱布尼兹大学的马克斯普朗克研究所的引力物理(阿尔伯特·爱因斯坦研究所)以下的猜测周新闻发布会上合照引力波的可视化科学家的身影。
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我们如何太阳和地球经线的空间和时间,或时空,与绿色网格在这里表示。正如爱因斯坦在他的广义相对论理论论证,大量机构的引力扭曲的空间和时间的面料,以及这些机构沿着该几何确定的路径移动。
根据广义相对论,一对黑洞彼此环绕轨道,通过引力波辐射损失能量,导致他们在最后几分钟数十亿年逐渐接近对方,然后更迅速。
在第二的最后部分,则该两个黑洞碰撞到彼此在近一半的光的速度,并形成一个单一的更大规模的黑洞,将合并的黑洞“质量的部分转化为根据能量爱因斯坦的公式E = MC2。
这种能量被发射的引力辐射的最后一阵强。
“大多数的能量在第二只需零点几秒发布,”彼得Fritschel,LIGO的首席科学家探测器,并在麻省理工学院的科维理研究所天体物理和空间研究的高级研究科学家。
“由于时间很短的量,以引力波的实际功率比可见宇宙中所有的光高。”
这些波然后通过对宇宙涟漪,有效地扭曲时空的面料,通过地球传球超过十亿年后,他们的前任,暴力的起源是淡淡的痕迹了。
“我们真正看到做天文学的新工具的开放,”麻省理工学院的天体物理学家Nergis Mavalvala在接受采访时说。
“我们已经打开了新的意义。我们已经能够看到,现在我们将能够听到为好。“
科学家们敲响了发现积极头晕。
“这是科学的圣杯,”科技天体物理学家卡洛斯Loust??o罗切斯特理工学院说。 “上一次这样的事情发生在1888年,当海因里希赫兹检测到已被1865年的电磁詹姆斯·克拉克·麦克斯韦场方程预测的无线电波,”补充达勒姆大学的物理学家汤姆·麦克利什。
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学生李木子在重力研究在格拉斯哥大学研究所拿着电话,显示引力波的计算机模拟 - 涟漪时空 - 这已经被科学家发现,经过一个世纪爱因斯坦预言它们的存在。
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由团队发布二进制中子星产生的引力波的艺术家的印象。
“这实在是一个真正的,真正令人兴奋的事件,”阿沛Ashtekar,引力和宇宙宾夕法尼亚州立大学的研究所所长说。
“它打开对宇宙一个全新的窗口。”
Ashtekar说重天体弯曲空间和时间,但由于引力的相对疲软的影响,除了像从黑洞和中子星大规模和致密体微乎其微。
他说,当这些物体碰撞时,它们发出的空间和时间的曲率是为传播引力波涟漪。
一个黑洞,空间区域太拥挤了,此事甚至没有光的光子能逃脱地心引力,是为在1971年首次发现。
中子星是小,约为一个城市的规模,但非常重,较大的恒星在超新星爆炸中死亡的紧凑遗体。
物理论文的共同作者牛津系的菲利普Podsiadlowski教授说:“引力波的检测是在过去50年了天体物理学中最重要的发现之一,因为该发现的最物理学中重要希格斯玻色子在2012年。
什么是相对论?
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引力波是根据预测爱因斯坦(图)广义相对论于1916年,但此后仍难以实现。
1905年,爱因斯坦确定物理定律是所有非加速观察员相同,而光在真空中的速度是独立于所有观察者的运动 - 被称为狭义相对论的理论。
这一开创性的工作介绍了所有物理学的新框架,并提出了时间和空间的新概念。
然后,他花了10年时间试图以包括理论加速,终于出版他的广义相对论理论于1915年。
这就注定了巨大的物体造成的时空,它使人感到重力扭曲。
在其最简单的,它可以被认为是在中心保龄球一个巨大的橡胶片材。
当球翘曲的片,行星弯曲的时空织物,产生,我们认为作为重力的力。
自带靠近身体的任何物体落在因为效果朝它。
爱因斯坦预言,如果两个庞大的机构走到了一起,将创造时空如此巨大的波动,它应该是地球上探测到。
它最近表现出的卖座电影胶片星际。
在看到船员登陆行星落在一个巨大的黑洞的引力掌握之中段,该事件造成的时间来大规模减速。
地球上的船员几乎没有年龄而船上有几十年的旧的对他们的回报。
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它最近表现出的卖座电影胶片星际,在看到船员登陆行星落在一个巨大的黑洞的引力掌握之中段,造成一次大规模减速,所以在这个星球上的船员,而勉强岁这些船上有几十年的旧的对他们的回报。
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引力波是造成致密物体的运动,像黑洞的空间和时间面料无形的涟漪。这些波浪铺开宇宙,但从来没有被科学家们现在才看到
“它测试物理学最基本的层面,并提供了黑洞存在的最终证明。”
“这是一个壮观的信号,”赖魏斯,物理学麻省理工学院名誉教授如是说。
“这是我们许多人都希望LIGO以来提出的时间来观察一个信号。
“它显示的对象中的最强的引力场的动态可以想象,一个域,其中牛顿的万有引力并不在所有的工作,和一个需要的完全非线性爱因斯坦场方程来解释这一现象。
“胜利是我们测量波形是这些方程的解决方案很好的代表性。爱因斯坦是正确的在他的理论从未被测试了政权。
引力波的第一个证据是在1974年,当物理学家拉塞尔赫尔斯和泰勒约瑟夫发现了一对中子星,21,000地球光年,似乎在一个奇怪的图案表现的。
他们推断,明星们以这样的方式,他们必须在引力波的形式损失能量相互绕行 - 即赢得了研究者的诺贝尔物理学奖于1993年的检测。
现在LIGO取得了引力波的第一次直接观察地球上的仪器。
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这个计算机模拟显示了围绕两个黑洞的碰撞时间和空间翘曲,合照是在这个图像的顶部球体。着色表面是表示为一个两维片的空间。漏斗形翘曲被黑洞“大规模生产。黑洞附近的颜色描绘此时流动的速度:绿色,正常;黄,20%或30%放缓;红色,巨大放缓
如何HISTORIC实验保护正常工作
双方双激光干涉引力波天文台于2015年9月14日检测到的引力波,在上午04时51分CDT,或LIGO,探测器,位于利文斯顿,香格里拉,和汉福德,洗净。
该LIGO观测站是由美国国家科学基金会,或NSF资助,并设计,构建和加州理工学院和麻省理工学院进行操作。
不久的同时检测是必要的,以确认该事件是真实的,并且基于在光的速度行驶的信号的到达的相对时间表示,即源位于南半球的天空。
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激光干涉引力波天文台(LIGO)汉福德实验室的激光和真空设备区(LVEA)里面有预稳定激光器,光束分离器,输??入测试群众,和其他设备的鸟瞰图。
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航拍照片显示汉福德,华盛顿附近的激光干涉引力波天文台(LIGO)恒福实验室检测网站。
该LIGO探测器是在真空下在L形两臂在长度是每个4公里闪耀的激光干涉仪。
来自激光器的光反弹上L.科学家的每一端来回反射镜之间测量用的光都臂的长度。
如果有在时空的扰动,诸如引力波,时间的光取向行进4里程将于在每个臂使一个臂略微不同看起来比另一个长。
LIGO科学家测量光的两束光的干扰,当他们回来的满足,这揭示了时空扰动的信息。
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激光干涉引力波天文台(LIGO)的技术人员进行大光检查。这对孪生探测器,构造为从通过引力波探测微小的令人难以置信的震动两个相同的探测器系统,分别位于利文斯顿,路易斯安那州和汉福德,华盛顿。
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安装为4元的悬挂系统,第4单元一个激光干涉引力波天文台(LIGO)试验群众
这一发现是由Advanced LIGO,即增加相比第一代LIGO探测器仪器的灵敏度进行重大升级的增强功能成为可能,从而在宇宙的体积大幅增加探测 - 和引力波的发现它的第一个观察运行中。
研究人员检测到引力波在2015年9月14日,在上午05点51分美国东部时间,使用双LIGO干涉,位于利文斯顿,路易斯安那州和汉福德,华盛顿。
每个L形干涉跨越长度为4公里,采用激光分成两束的来回通过每个手臂,精确配置镜子之间跳跃。
每束监视这些反射镜,其中,根据爱因斯坦的理论,将当引力波通过时,仪器无穷变化之间的距离。
“你几乎可以想像它,如果你池塘的表面上下降了一块岩石,纹波出去,”Nergis Malvalvala,在麻省理工学院天体物理学的柯蒂斯和凯瑟琳大理石教授说。
“[这]东西,扭曲它周围的时空,后来该扭曲向外传播,到达我们的地球上,几亿光年”。
最后三月,研究人员已完成重大升级到干涉仪,被称为高级LIGO,增加了仪器的灵敏度并使其能够检测在每个臂的长度的变化,比一万分之一质子的直径小。到9月份,他们准备开始与他们观察。
“我们在地球上测量的效果是等同于测量到几微米之内最近的恒星,半人马座阿尔法星的距离,”埃文斯说。 “这是一个非常艰难的测量进行。爱因斯坦想到这永远也不会被拉断“。
这是什么意思为我们的了解宇宙?
科学家表示,引力波打开门,观察宇宙,并获得约像黑洞和中子星神秘物体知识的新途径。
通过研究引力波,他们也希望能够深入了解极早期宇宙,它一直保持神秘的性质。
我们知道宇宙一切从电磁波如无线电波,可见光,红外光,X射线和伽马射线的茎。
但由于这样的电波遇到干扰,因为他们在宇宙中旅行,他们可以告诉只是故事的一部分。
引力波遇到没有这样的障碍,这意味着他们可以提供丰富的附加信息。
黑洞,例如,不发光,无线电波等,但可以通过引力波进行研究。
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该小组还能够跟踪最终毫秒黑洞相撞(艺术家的印象如图)之前。
能够探测引力波将帮助天文学家探测“黑暗宇宙”。
这是考虑到宇宙的很大一部分是不可见的光望远镜的名字。
他们将能够更深入了解宇宙,这意味着我们可以更好地了解客户的历史。
一样的结果,研究人员将能够研究黑洞和中子星。这一发现也将帮助科学家证实引力波是否真的在旅行光的速度,预测。
这将帮助科学家理解宇宙是如何快速扩大,是什么让恒星爆炸。
'LIGO正好与引力波的开始。在未来十年或二十年,我们将有四个引力打开窗户看着宇宙,“伤心基普·索恩,理论物理学教授费曼在加州理工学院。”
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研究人员检测到2015年9月14日的引力波,在上午05点51分美国东部时间,使用双LIGO干涉,位于利文斯顿,路易斯安那州和汉福德,华盛顿
然而,信号都挺过来了。用爱因斯坦的方程,该小组分析的信号,并确定它源自碰撞两个巨大黑洞之间。
“我们认为这将是一个巨大的挑战来证明自己和别人的是,我们看到了前几个信号不只是吸虫和随机噪声,”大卫·休梅克,美国麻省理工学院LIGO实验室主任。
“但是,自然只是一种令人难以置信的在提供给我们,是非常大的,非常容易理解,绝对,辉煌与爱因斯坦的理论定位的信号。”
对于LIGO的数百名科学家,引力波的这种新的检测标志不仅是一个长达数十年的搜索登峰造极,也看宇宙的新方式的开始。
“这确实开辟了天体物理学一个全新的领域,”埃文斯说。
“我们总是期待与望远镜天空,寻找电磁辐射喜光,无线电波或X射线。
“现在引力波是一种全新的方式,使我们可以了解我们周围的世界。”
科学家们还解码的引力波信号并确定其来源。根据他们的计算,引力波是两个巨大的黑洞,之间的冲突13十亿光年远的产品 - 尚未观察到现在是一个非常极端的事件
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国当地时间2月11日上午10点30分(北京时间2月11日23点30分),美国国家科学基金会(NSF)召集了来自加州理工学院、麻省理工学院以及LIGO科学合作组织的科学家在华盛顿特区国家媒体中心宣布:人类首次直接探测到了引力波!
这次探测到的引力波是由13亿光年之外的两颗黑洞在合并的最后阶段产生的。两颗黑洞的初始质量分别为29颗太阳和36颗太阳,合并成了一颗62倍太阳质量高速旋转的黑洞,亏损的质量以强大引力波的形式释放到宇宙空间,经过13亿年的漫长旅行,终于抵达了地球,被美国的“激光干涉引力波天文台”(LIGO)的两台孪生引力波探测器探测到。
什么是引力波?
在物理学上,引力波是爱因斯坦广义相对论所预言的一种以光速传播的时空波动,如同石头丢进水里产生的波纹一样,引力波被视为宇宙中的“时空涟漪”。通常引力波的产生非常困难,地球围绕太阳以每秒30千米的速度前进,发出的引力波功率仅为200瓦,还不如家用电饭煲功率大。宇宙中大质量天体的加速、碰撞和合并等事件才可以形成强大的引力波,但能产生这种较强引力波的波源距离地球都十分遥远,传播到地球时变得非常微弱。
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根据广义相对论,该双星系统会以引力波的形式损失能量,轨道周期每年缩短76.5微秒
1974年物理学家约瑟夫·泰勒(Joseph Hooton Taylor, Jr)和拉塞尔·赫尔斯(Russell Alan Hulse)发现了一颗编号为PSR B1913+16的脉冲星,他们发现该脉冲星处于双星系统中,其伴星也是一颗中子星。根据广义相对论,该双星系统会以引力波的形式损失能量,轨道周期每年缩短76.5微秒,轨道半长轴每年减少3.5米,预计大约经过3亿年后发生合并。
自1974年,泰勒和赫尔斯和对这个双星系统的轨道进行了长时间的观测,观测值和广义相对论预言的数值符合得非常好,这间接证明了引力波的存在。泰勒和赫尔斯也因这项工作于1993年荣获诺贝尔物理学奖。
共振型引力波探测器
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韦伯教授在调试他的引力波探测器(1965年)
上世纪60年代,马里兰大学的物理学家韦伯(Joseph Weber)首先提出了一种共振型引力波探测器。该探测器由多层铝筒构成,直径1米,长2米,质量约1000千克,用细丝悬挂起来。当引力波经过圆柱时,圆柱会发生共振,进而可以通过安装在圆柱周围的压电传感器检测到。韦伯曾经在相距1000千米的两个地方同时放置了相同的探测器,只有两个探测器同时检测到相同的信号才被记录下来。1968年,韦伯宣称他探测到了引力波,立刻引起了学界的轰动,但是后来的重复实验都一无所获。
激光干涉引力波探测器
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两台孪生引力波探测器分别在华盛顿州的汉福德(左)和路易斯安那州的列文斯顿,彼此相距3000公里
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上世纪70年代,加州理工学院的物理学家莱纳·魏斯(Rainer Weiss)等人意识到用激光干涉方法探测引力波的可能性。引力波的探测对仪器的灵敏度要求非常高,要能够在1000米的距离上感知10^-18米的变化,相当于质子直径的千分之一。直到上世纪90年代,如此高灵敏度所需的技术条件才逐渐趋于成熟。
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1991年,麻省理工学院与加州理工学院在美国国家科学基金会(NSF)的资助下,开始联合建设“激光干涉引力波天文台”(LIGO)。LIGO的主要部分是两个互相垂直的干涉臂,臂长均为4000米。在两臂交会处,从激光光源发出的光束被一分为二,分别进入互相垂直并保持超真空状态的两空心圆柱体内,然后被终端的镜面反射回原出发点,并在那里发生干涉。若有引力波通过,便会引起时空变形,一臂的长度会略为变长而另一臂的长度则略为缩短,这样就会造成光程差发生变化,因此激光干涉条纹就会发生相应的变化。
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两台孪生引力波探测器分别在华盛顿州的汉福德和路易斯安那州的列文斯顿,彼此相距3000千米。只有当两个探测器同时检测到相同的信号才有可能是引力波。LIGO于1999年初步建成,2002年开始运行。
2007年,LIGO进行了一次升级改造,包括采用更高功率的激光器、进一步减少振动等。升级后的LIGO被称为“增强LIGO”。2009年7月,增强LIGO开始运行直到2010年10月结束。
在2002年到2010年期间,LIGO没能探测到引力波存在的可靠证据。
2010年,LIGO进行了为期五年的重大升级改造,改造之后的探测器灵敏度要求提高10倍,被称为“先进LIGO”。2015年9月18日,先进LIGO开始试运行。据悉,本次探测到的引力波是升级前的LIGO于2015年9月14日探测到的信号。
目前主流的引力波探测器都是这种基于迈克耳孙干涉仪的原理。世界范围内,除了美国的LIGO引力波探测器之外,还有德国和英国合作的GEO600、法国和意大利合作的VIRGO、日本的TAMA300以及计划中的LCGT、澳大利亚计划中的AIGO以及印度计划中的LIGO-India。
地基探测器探测引力波的频率范围是1赫兹~10^4赫兹。除了地基引力波探测器之外,科学家也在积极筹备“激光干涉太空引力波天线”(LISA/ eLISA)。理论上,eLISA探测引力波频率范围为10^-5赫兹~1赫兹。
值得一提的是,科学家也在利用一种叫“脉冲星计时阵列”(PTA)的射电天文方法探测更低频率(纳赫兹)的引力波。PTA与eLISA、LIGO在探测频率上形成互补关系。
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引力波探测的意义?
引力波天文学将是继传统电磁波天文学、宇宙线天文学和中微子天文学之后,人类认识宇宙的全新窗口,必将引发一场天文学的革命。
引力波探测除了能够检验广义相对论之外,还有助于证明其它版本的引力理论正确与否,还将推动引力量子化的研究,最终把引力融入其它三种基本相互作用,完成爱因斯坦的伟大梦想。
引力波像其它的波一样,携带着能量和信息。电磁波(宇宙背景微波辐射)只能让我们看到大爆炸38万年之后的景象,而引力波能够让我们回望宇宙大爆炸最初瞬间,检验宇宙大爆炸理论的正确与否。
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一个脉冲星双星系统及其产生的时空涟漪(引力波)示意图
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LIGO设施工作原理图LIGO设施工作原理图
  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。
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  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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先进LIGO设施的引力波探测范围示意图先进LIGO设施的引力波探测范围示意图
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先进LIGO设施升级过程中,工程师正在工作先进LIGO设施升级过程中,工程师正在工作
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  先进LIGO探测器
  从本质上而言,“先进LIGO”系统采用的探测手法是相当简单而直接的,它利用了引力波辐射的本性和它最重要的性质之一。引力波会造成空间的拉伸或压缩,其频率和强度取决于形成这种引力波的天文事件所具有的一系列特征,如两个相互绕转天体各自的质量大小、它们两者之间的间距以及这一系统距离地球的远近。“先进LIGO”设施包括两条互相垂直的长臂,长度均为4公里。将一束激光用分光镜分成夹角为90度的两束,然后两束激光分别被4公里外的反射镜反射回来并发生干涉,并且这样的反射可以来回进行多次,从而大大增加激光运行的路径长度。由于频率和波长完全一致,在正常情况下,这两束激光应该是完全相同的,但是如果存在引力波作用,则会对这两束激光的波长频率产生影响,从而导致两束激光在叠加的干涉条纹上出现改变。这样的改变将能够让科学家们判断两个绕转天体各自的质量大小、它们之间的间距以及这一系统到地球之间的距离等丰富的信息。
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  先进LIGO包括两处设施,分别位于美国西北部(华盛顿州)以及美国东南部(路易斯安那州)。如果这两处设施均观测到同样的信号,那么我们几乎就能够肯定我们的确是观测到了引力波信号了。目前版本的LIGO系统对于质量在1倍太阳质量到数百倍太阳之间之间的两个黑洞合并过程可能产生的引力波信号最为敏感,且其探测能力可以覆盖距离地球数百万光年之外——在这样一个巨大的空间范围内,符合条件的黑洞合并事件每年都会至少发生几次。
人类首次直接探测到了引力波(gravitational waves)的存在 - wuwei1101 - 西花社

  如果今晚LIGO合作组真的如外界所传言的那样,正式宣布探测到引力波信号的消息,那么这一消息所承载的意义将远远超出其本身——这将是对爱因斯坦广义相对论的全新检验,也是人类历史上对引力辐射首次成功的直接探测。“先进LIGO”是有史以来人类建造的最先进的引力波观测设施,因此也是最有希望能够窥见真实引力波信号的地方。该项目有超过1000名顶尖科学家参与其中,因而也使其成为规模最为庞大的引力波搜寻国际合作研究项目。如果所有科学目标都能够如预期中的那样达成,那么就在今晚,我们将一起见证一个全新天文学时代的开端。

  尽管这次的消息最早是由一位项目组之外的科学家劳伦斯·克劳斯(Lawrence Krauss)最先披露的,因而也引发了外界的广泛批评——因为这样的消息理应是由当事方,也就是LIGO项目合作组来负责对外发布的。但不管如何,就在今晚,如果引力波被首次直接探测到的消息能够得到证实,那么这些都将显得不再那么重要,因为我们将会因此受益良多:我们将会再次确认爱因斯坦是对的,引力辐射是真实存在的,并且黑洞的合并过程的确会产生这样的引力辐射,而更重要的是,这样的引力辐射信号是可以被 从地球上探测到的。这将是一个全新的天文学领域,一个不需要望远镜的新的天文学领域,它将引领我们打开理解黑洞、中子星和其他难以采用传统方法进行观测的天体类型的全新视野

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