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17 8月 2017 年8 月17 日，一场壮观的时空涟漪袭来，令第五次引力波的探测成功，全球沸腾。 在那一时刻，全世界的许多天文望远镜不约而同地瞄向了同一个方向——远在1.3 亿光年的宇宙深处，那里是席卷时空狂澜的源头，是两颗中子星在1.3 亿年前的大碰撞。 这一天的12 点41分04秒，在近地轨道默默飞行的“费米- 伽马射线太空望远镜”，突然向地面发送了一则信号，这是一起来自宇宙深处的伽马射线暴。  费米- 伽马射线太空望远镜 伽马射线暴本是宇宙中常发生的事件，但这一次却不同寻常，1.7 秒钟后，坐落在路易斯安那州利文斯顿（Livingston）和华盛顿州汉福德的两个地面“激光干涉引力波探测器”，就探测到了一次引力波爆发事件。  激光干涉引力波探测器 两则信号相隔1.7 秒，它们是巧合吗？ 不是，这是来自同一个天区、同一个方位的同一事件。到了13 点21 分42 秒，世界各地加入全球伽马射线暴互联网（GammarayBurst Coordinates Network，GCN）的望远镜控制中心，都做了见证，全世界的天文学家立刻醒悟到这个事件的伟大意义，不禁为之热血沸腾。 差不多两年前的2015 年9 月14 日，人类第一次探测到引力波事件”。自那时以来，这是第5 次，然而这一次与以往不同。 前几次引力波信号都是来自于双黑洞的合并，是质量达到十几或几十个太阳质量的两个黑洞的撞击引起的时空激荡，弯曲时空的涟漪向外传播开去，形成引力波。而这一次引起引力波的却是两个质量只有2.8个太阳的中子星的撞击；由于前几次撞击的黑洞质量巨大，碰撞短促而猛烈，人们首次探查到的引力波只持续了0.2秒，而这一次，是来自质量较小的中子星碰撞，引力波信号持续的时间长达100 秒。 更引人注意的是，前几次的引力波探测没有任何可以用射电望远镜“看到”的电磁信号，而这一次，引力波所携带的电磁信号覆盖在X 射线、紫外线、可见光、红外线和射电波的各个电磁波段上，费米望远镜的伽马射线暴的检测器对全波段都有了响应。这表明，人类不只是“听到了”，还首次“看到了”引力波！ 为什么中子星碰撞的引力波让科学家如此兴奋？ 与黑洞相比，中子星碰撞所发出的信息要更复杂也更有意思得多。黑洞是什么？它仅是个落入时空深渊中的一块致密物质所造成的“时空孔洞”。尽管对孔洞内部，人类所知甚少，但对空洞外部的世界来说，它的性质却极其简单，简单到只有质量、电量与旋转速度，除此之外一切皆无。虽然黑洞质量剧大，旋转剧快，但它仍然简单得犹如一个基本粒子。而两个黑洞的合并，也只是形成一个更大的黑洞，除了造成引力波之外，既无其他的新奇物产生，也无其他有意思的事件发生。 自第一次引力波探测以来，接二连三的发现似乎一切皆在预料之中，几乎再难挖出更多的信息，以至逐渐变得无趣可言。这次中子星的碰撞就截然不同了。中子星的密度仅次于黑洞，尽管密度稍小，但不像黑洞被洞口遮掩，它的全部结构和性质都暴露在外。然而到现在为止，人们对中子星的认识寥寥，只知道它是一个死亡的恒星，由于引力的塌缩造成密度极大，猜测它的自身犹如一个巨大的原子核，全部由中子所构成，它被困在强引力场中高速旋转着。 ●但是，中子星的这一结构是否符合人类目前所知的物理理论？ ●如何用现成的量子理论对它的性质做出解释？ ●是什么驱动了它的高速旋转？又是什么使它有强大的电磁辐射？ 这一切到现在仍然都是谜。 文：魏凤文 武轶 |
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