人类第五次探测到引力波 至少回答了三个问题

北京时间16日晚上22点，美国国家科学基金会召开新闻发布会，宣布激光干涉引力波天文台（LIGO）和室女座引力波天文台（Virgo）于2017年8月17日首次发现双中子星并合引力波事件。据《每日邮报》报道，这一重大发现，至少回答了三个问题：当中子星合并的时候会发生什么?是什么导致了短时间的伽马暴?像黄金这样的重元素是哪里来的?”

科学家们不仅通过测量时空中的振动“听到”了这一现象，他们还利用卫星和地面望远镜观测到的光和辐射从被称为“kilonova”的恒星火球中喷射出来。兴奋的天文学家们谈到要开启“天体物理学的新篇章”，揭开新科学的“宝库”。这一发现将帮助科学家更好地理解中子星的内部工作和排放，以及更基本的物理，如广义相对论和宇宙的膨胀。一名科学家表示，这一事件“将被铭记为史上最受关注的天体物理学事件之一”。

其他的引力波探测都可以追溯到10亿光年之外的宇宙遥远区域的黑洞。这一新的事件虽然仍然很遥远，但在本质上却更加接近和完全不同。它是由碰撞的中子星所引起的，烧毁了巨大的恒星的残留物，以至于一茶匙的物质在地球上会重达10亿吨。西澳大利亚大学的引力波科学家大卫布莱尔教授说:“我在1973年开始研究美国第一个高灵敏度的引力波探测器。

我们把希望寄托在中子星的引力波上。这是我们的圣杯，但即使在黑洞的引力波被探测到的情况下，它也无法逃脱。四十年后，我们找到了圣杯！”

这两种物体，直径约12英里，拉伸扭曲时空，彼此螺旋上升，最终相撞。就像扔在池塘里的石头的涟漪一样，引力波以光速在宇宙中散开。他们是在华盛顿和路易斯安那州的两个非常敏感的探测器上被发现的，这些探测器由激光干涉重力波观测台(Ligo)运行。

这是在2015年9月首次发现引力波，证实了爱因斯坦100年前做出的预测，该项目的三位先驱获得了诺贝尔奖。在Ligo探测到两秒钟后，美国宇航局的费米太空望远镜捕捉到一束来自中子星碰撞的伽马射线。世界各地的天文学家很快将他们的望远镜和盘子转向南方天空的一小块地方，同时也看到了可见和不可见光谱的闪光。

来自英国华威大学的Joe Lyman博士说:“几天后，我们观察到的结果显示，我们正在观察的是“kilonova”恒星，这个物体的光是由极端的核反应所驱动的。”“这告诉我们，重元素，如珠宝中的黄金或铂金，是在一个合并的中子星中形成的残余物。”黄金和其他元素的起源一直是个谜，但最近的证据表明，碰撞的中子星可能会在它们的创造中起作用。

位于意大利比萨市附近的第三座重力波设施，也登记了该事件的微弱信号，使科学家能够对其位置进行三角测量。在一个相对古老的星系中，中子星的碰撞发生在1.3亿光年之外。当引力波开始穿越太空时，恐龙在地球上漫游。8月17日下午1点41分(美国东部时间下午6点41分)，名为GW170817的引力波信号被探测到。

Ligo的探测器，包括l形的隧道，有2.5英里(4公里)长，使用激光反射镜来测量移动距离，比质子的宽度小1万倍，这是一个原子的内核。在自然、自然天文学和物理评论快报等期刊上发表了一系列论文之后，研究结果一直保持着严格的控制。国际研究人员预计将花费数月时间在海量数据中进行搜索。

一个已经回答的问题是短时间伽马射线爆发的起源。伽马射线爆发以一种持续数毫秒到几分钟的爆发为标志，是已知的最强大的爆炸。科学家现在知道，当中子星发生碰撞时，会产生一种GRB。来自华威大学的Samantha Oates博士说:“这个发现已经回答了三个问题，天文学家们已经困惑了几十年了:当中子星合并的时候会发生什么?是什么导致了短时间的伽马暴?像黄金这样的重元素是哪里来的?”“在大约一周的时间里，这三个谜团都被解开了。”

“这是天体物理学的新篇章。”来自卡迪夫大学的天体物理学家b.Sathyaprakash，将新发现描述为“真正的发现时刻”。他补充道:“接下来的12个小时无疑是我生命中最激动人心的时刻。”“这一事件标志着观测天文学的一个转折点，并将带来科学成果的宝库。”

大学教授Bernard Schutz，也来自于卡迪夫大学，他告诉他的团队如何利用引力波探测来测量宇宙的膨胀，比以前任何时候都要精确。“令我惊讶的是我们在这一测量中得到的结果正好是天文学家最近观测到的两种不同的值之间的结果。”

来自美国乔治亚理工学院的Laura Cadonati教授说:“这一发现确实打开了一种新的天体物理学的大门。我希望它能成为历史上最受人关注的天体物理事件之一。”