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引力波被證實,天文學新時代開啟

來源:新浪科技 | 時間:2016-02-12 10:03:29 | 閱讀:183 |  標簽: 相對論 引力波 黑洞   | 分享到:

科學家們認為宇宙中可能還存在著我們尚未探測到的更高能的事件,如黑洞的相互合并。這類事件應該會產生某種特征信號,而這樣的信號是可以被“先進LIGO”系統捕捉到的。

先進LIGO探測器

從本質上而言,“先進LIGO”系統采用的探測手法是相當簡單而直接的,它利用了引力波輻射的本性和它最重要的性質之一。引力波會造成空間的拉伸或壓縮,其頻率和強度取決于形成這種引力波的天文事件所具有的一系列特征,如兩個相互繞轉天體各自的質量大小、它們兩者之間的間距以及這一系統距離地球的遠近!跋冗MLIGO”設施包括兩條互相垂直的長臂,長度均為4公里。將一束激光用分光鏡分成夾角為90度的兩束,然后兩束激光分別被4公里外的反射鏡反射回來并發(fā)生干涉,并且這樣的反射可以來回進行多次,從而大大增加激光運行的路徑長度。由于頻率和波長完全一致,在正常情況下,這兩束激光應該是完全相同的,但是如果存在引力波作用,則會對這兩束激光的波長頻率產生影響,從而導致兩束激光在疊加的干涉條紋上出現改變。這樣的改變將能夠讓科學家們判斷兩個繞轉天體各自的質量大小、它們之間的間距以及這玩意系統到地球之間的距離等豐富的信息。

先進LIGO包括兩處設施,分別位于美國西北部(華盛頓州)以及美國東南部(路易斯安那州)。如果這兩處設施均觀測到同樣的信號,那么我們幾乎就能夠肯定我們的確是觀測到了引力波信號了。目前版本的LIGO系統對于質量在1倍太陽質量到數百倍太陽之間之間的兩個黑洞合并過程可能產生的引力波信號最為敏感,且其探測能力可以覆蓋距離地球數百萬光年之外——在這樣一個巨大的空間范圍內,符合條件的黑洞合并事件每年都會至少發(fā)生幾次。

意義重大的引力波

這項發(fā)現將是對愛因斯坦廣義相對論的又一次證明,后者在將近100年前便預言了引力波的存在。但引力波被首次直接探測到的意義還遠不僅于此,它還有著更加重大的意義。作為時空本身的震動,引力波常常會被人和聲波進行對比。事實上,引力波望遠鏡能夠讓科學家們在光學望遠鏡“看到”某個現象的同時“聽到”它的“聲音”。

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