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2020年开始观测,爱因斯坦百年预言获证

发布时间:2019-08-16 09:48编辑:互联网浏览(121)

    另外,我必须要指出的是,与杰西卡·查斯坦合作实现了我的梦想,而这同时是她在真正意义下参与的第一部VR体验。她曾为《The Martian VR》配音,但《SPHERES》是她第一次戴上头显,并在VR中配音的作品。返回搜狐,查看更多

    这次的诺贝尔物理学奖有一个特殊的意义:百年的现代物理学,今天终于做了一个了断!

    探测原初引力波的意义何在?张新民认为,原初引力波不同于黑洞、中子星并合产生的引力波,探测到它,是从另一方面检验爱因斯坦引力理论,更重要的是验证宇宙起源和演化模型,如暴胀、反弹、循环等。

    “捕获”引力波 爱因斯坦百年预言获证

    美科学家宣布首次直接探测到引力波,验证广义相对论;人类首次“倾听”宇宙的“声音”

    来源:新京报 2-13 沙璐 信娜


    《星际穿越》中的情景原来真的存在,利用引力波,不同维度的时空可以相互传递信息。当地时间2月11日,加州理工学院、麻省理工学院以及“激光干涉引力波天文台”的研究人员在华盛顿宣布探测到引力波。预言百年,苦寻几十年,这是人类首次直接探测到引力波,也成为爱因斯坦广义相对论实验验证中最后一块缺失“拼图”。

    引力波来自两黑洞碰撞

    据了解,引力波如一种时空涟漪,类似石头被丢进水里产生的波纹。黑洞、中子星等天体在碰撞过程中均产生引力波。此次研究人员直接探测到的引力波,就是来自于两个黑洞的碰撞。

    去年9月14日,研究人员利用LIGO探测器探测到两个黑洞合并的引力波,也是首个位于地球之外13亿光年的引力波源GW150914。据研究人员估计,两个黑洞的质量分别相当于36个与29个太阳质量,合并后的总质量为62个太阳质量。也就是说,合并过程中,有3个太阳质量的能量以引力波的形式释放。

    清华大学团队作出贡献

    清华大学昨日表示,作为中国大陆唯一LIGO科学合作组织成员,清华大学研究团队作出贡献。

    2009年LSC接受清华大学为正式成员。据了解,研究团队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,参与了LSC引力波暴和数据分析软件等工作组相关研究。

    华中科技大学物理学院教授、精密物理量测量教育部重点实验室主任叶贤基表示,目前国内做引力波理论研究的比较多,做相关实验的研究团队比较少。这次发现相信会对国内引力波研究有很大的推动,相信更多的科学家会加入到实验的队伍当中。

    释疑

    引力波是如何被探测到的?

    在爱因斯坦预言引力波百年后,这是人类首次直接探测到引力波。根据爱因斯坦计算,引力波强度微弱,探测困难,但研究人员从未停止寻找。

    据了解,此次探测,研究人员分别在美国两州之间设置两个间隔数千公里的探测器,呈L形排列。加上两个天文台使用完全相同的设备,研究人员认为两者数据可以彼此验证,排除偶然因素。

    L形排列的测量臂长度为4公里,并垂直排列,两端各有反射镜面。研究人员表示,激光可在测量发射臂上来回反射,如果干涉条纹发生变化,可直接探测引力波存在。

    2015年9月14日抵达地球的引力波信号,就是被刚改造升级的LIGO的两个探测器,以7毫秒的时间差先后捕捉到。

    探测到引力波意味着什么?

    叶贤基表示,此次发现开启了引力波天文学的时代。以前天文学只能借由电磁波进行观测,但很多物质靠电磁波观测是看不到的。现在测到引力波之后,可以借由引力波观测天体,比如黑洞、暗物质等,研究宇宙早期的结构和演化。

    此外,它开启了另外一扇窗,以前科学家只能用电磁波观测的天体,比如以前对黑洞的观测非常有限,而现在可以看到黑洞合并的过程,黑洞对整个宇宙的结构和演化扮演非常重要的角色。

    背景

    引力波宇宙中的“时空涟漪”

    爱因斯坦发表于1915年的广义相对论,与此次发现的引力波有什么关联?

    爱因斯坦将时空视为一种可以变形的介质,其广义相对论所预言的一种以光速传播的时空波动。广义相对论认为,在非球对称的物质分布情况下,物质运动,或物质体系的质量分布发生变化时,会产生引力波。引力波常被比做石头丢进水中产生的波纹,如同宇宙中的“时空涟漪”。

    在宇宙中,有时就会出现如致密星体碰撞并合这样极其剧烈的天体物理过程。过程中的大质量天体剧烈运动扰动着周围的时空,扭曲时空的引力波也在这个过程中以光速向外传播出去。

    对话

    “从此可用这种新手段探索宇宙”

    德国马克斯-普朗克引力物理研究所、清华大学博士后胡一鸣,作为LIGO科学合作组织成员,参与了此次引力波的探测。昨日,仍在德国进行研究工作的胡一鸣在接受新京报记者采访时表示,引力波的成功探测,意味着人类拥有了新的手段去探索宇宙。

    新京报:参与探测引力波项目的感受如何?

    胡一鸣:能够见证历史,并参与到其中,我感到非常荣幸。

    新京报:LIGO科学合作组织的此次探测,都经过了哪些考验?

    胡一鸣:LIGO科学合作组织为了这次探测,从材料、镀膜、隔震、激光、真空,再到超级计算机、数值相对论、快速信号处理、数据分析、快速空间定位、参数估计,每一步都包含了科研人员的辛勤与付出。

    新京报:为何引力波信号被探测到半年才得到确认,中间经过了哪些过程?

    胡一鸣:去年9月14日引力波信号到达后3分钟,就被程序发现,但是因为那个时候还没有正式开始观测,等大家回过神来发现这次探测时,已经是半小时以后了。尽管如此,我们内部恪守规则,在没有万分的把握之前,严禁任何成员向任何组织外的个人透露消息。

    LIGO科学合作组织非常的严谨。只有当你握有强有力的证据,你才可以做出超出常人想象的论断。此次我们所公布的每一句话,每一个数字,背后都是大量的讨论以及反复的计算和确认。可以说是两句三年得,一吟双泪流。

    新京报:成功探测引力波后,未来的研究方向是什么?

    胡一鸣:引力波的成功探测,意味着一个世纪的努力到达终点,更意味着一个新的研究领域的诞生。我们从此可以用这种新的手段探索宇宙,用前所未有的方式理解以前无法很清楚地理解的现象,比如超新星爆发具体过程、中子星内部结构等。这些对传统的电磁波天文学来说极具挑战的课题,有望通过引力波的研究变得触手可及。

    不过就引力理论,和时空的理解方面,此次探测与爱因斯坦一个世纪前所创立的广义相对论高度吻合,所以很难从这次探测带来太多关于时空本质的深层次的突破。但我们也不能排除这种可能性:在未来的某一天,我们探测到了更为极端的引力波信号,在极端的物理条件下,广义相对论有可能会出现与观测事实的偏差,到那时,出现一个颠覆性的理论,革新人类对时空的理解,也未可知。

    《SPHERES》是分为三章的旅程,完整的系列将在今年年底推出

    很多媒体之前作过预测,除引力波之外,还提到了很多其他可能性,不过引力波确实是概率最大的。

    政府工作报告提出,强化基础研究和应用基础研究。张新民说,在基础研究领域,探索宇宙起源和演化是人类认识自然的一个永恒的主题。我国“十三五”规划纲要中,在基础前沿科学领域把宇宙演化列为重点突破之首。

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    对引力波的直接探测的历史起于上世纪70年代,今天的LIGO项目的创始人之一Rainer Weiss(雷纳·韦斯)那时候就开始发展激光干涉探测引力波的技术,随后和加州理工学院的Kip Thorne(基普·索恩)以及当时英国格拉斯哥(Glasgow)大学后来加入了加州理工学院的罗纳德·德雷弗(Ronald Drever)合作一起发起了LIGO实验(该实验是美国科学基金会有史以来投资最大的科学项目),历经30多年,终于获得了第一个正科学结果,也就是探测到了引力波!不但这个团队几十年来初心不变,而且资助机构也不离不弃,这绝对是科学史上的奇迹!

    过去10余年间,宇宙学研究步入精确宇宙学时代。2017年诺贝尔奖物理学奖颁给LIGO科学合作组织的3位主要成员雷纳·韦斯、巴里·巴瑞希和吉普·索恩。“‘阿里计划’会成为中国科学一个非常漂亮的典范。中国利用西藏独特的地理条件,建造一台国际共享的设备,全世界都应该知道中国在做这样的事。”雷纳·韦斯今年初访华时说。

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    除了继续利用LIGO这样的仪器探测引力波之外,空间激光干涉引力波天文台(比如欧洲的LISA项目、中国的太极和天琴计划)将会“听到”完全不同类型的黑洞撞击并合所发出的引力波,这对于我们理解整个宇宙的结构形成和演化都会非常重要。而探测宇宙大爆炸前期的暴胀过程所产生的宇宙原初引力波(比如利用中国的“阿里”原初引力波探测计划),将对于我们理解宇宙的起源起着不可替代的的作用。

    “‘阿里计划’将于2020年开始观测,2022年出成果。我们希望给出一张北天区宇宙微波背景辐射极化最好的天图。”这位“阿里计划”首席科学家说,原初引力波是宇宙开端产生的引力波,蕴含着宇宙起源的奥秘。

    阿里对科学充满热情,他在这个过程中提供了大量的支持与帮助,从而确保我们能够尽可能深远地呈现科学。例如,有一晚在纽约市,他把团队带到一场活动中,而雷纳·韦斯(理论物理学家)正在里面接受问答。我向雷纳·韦斯询问了关于黑洞的问题。他刚刚凭借引力波的发现赢得了诺贝尔物理学奖,所以有机会与他交流是一次非常令人兴奋的体验,同时为项目提供了大量的信息参考。

    此次引力波之所以能够毫无悬念地获奖,是因为引力波直接探测在物理学当中的重要性。从物理科学本身的意义而言,引力波有助于帮助科学家们检验相对论的理论边界在哪里。往往一个理论失效的地方就是理论进行变革的机会。之前广义相对论在弱场中已经得到很多次的验证,但是在强引力之下的验证,在引力波之前却从来没有进行过。所以由双黑洞所产生的引力波的直接探测是对广义相对论在强引力环境下是否能够成立的一个非常好的检验,结果确认广义相对论是正确的。

    目前我国引力波探测天地“两路并进”:太空探测引力波,包括中科院提出的“太极计划”和由中山大学领衔的“天琴计划”;地面探测引力波,包括中科院高能物理研究所主导的“阿里计划”探测原初引力波和国家天文台主持的贵州的500米口径球面射电望远镜FAST项目通过脉冲星计时阵探测引力波。

    你还希望向我们的读者分享什么吗?

    以前关于黑洞的信息都是间接的,所以原来黑洞的存在并没有被直接证实。现在LIGO通过直接探测引力波证明了黑洞的存在及其一些性质,比如面积不减,以及更细节的性质。 

    阿里的地理条件独特在哪?张新民介绍,这里海拔高、大气稀薄、水汽含量低,又处于中纬度,观测天区大,并且具有较完整的基础设施,是北半球最好的原初引力波观测台址。“过去我们在引力波、宇宙学研究领域没有与大国地位相称的原创成果,主要是因为欠缺相应的研究基地和实验观测设备。”张新民说。

    我认为真正的规则尚未出现,而这正是它们如此令人感动兴奋的原因所在。我们是虚拟现实语言的先驱,我们是创建这种经验,叙述这种故事和定义人们期望的拓荒者。对于交互式故事叙述,我发现最吸引人的地方是,这不是一款游戏,不是一部纪录片,也不一定是传统的故事叙述。我们正在创建交互式体验,定义它们自己的流派和它们自己的独特配方。我认为《SPHERES:Song of Spacetime(天体:时空之歌)》是一个由角色驱动的故事,你将踏上一段旅程,你会体验到其中的变化。通过这种新媒介的透镜进行定义,我认为这非常令人兴奋。

    引力波的探测直接验证了爱因斯坦的广义相对论,让人类第一次探测到了双黑洞系统的并合和新黑洞生成的全部过程;最重要的是,引力波的探测为天文学打开了一个观察宇宙的全新窗口。引力波和传统电磁波结合的多信息观测是天文学的未来。我们在开始用全新的角度来看我们的宇宙各形态在强重力场下是如何运作,更直接地观测黑洞,更好地了解我们的宇宙的演化。

    全国政协委员、中国科学院高能物理研究所研究员张新民3月6日表示,2017年3月,我国在海拔5250米的西藏阿里启动了“阿里计划”——全球海拔最高的原初引力波观测站建设。项目进展顺利,一期观测仓主体工程基本完工。

    在圣丹斯电影节期间,我看到伊利亚·伍德(《指环王》)感受这款体验。在最后,你将成为里面的角色,你需要使用自己的声音,而伊利亚·伍德就像是在体验中欢声歌唱,他已经沉醉于其中,而看到这样的反应十分令人感到非常高兴。如果你走过我们的展台,你会看到大家们在体验中尖叫,低语或叹息,并沉醉于其中,而这真的很酷。

    此外,未来引力波天文学的一个极为重要的方向就是所谓的“多信使”天文学,也就是不但要“听到”天体发出的美妙的引力波,我们也要“看到”这些天体的倩影!在这个方面,中国在太空和地面的天文望远镜都将能够发挥重要的作用,比如我本人担任首席科学家的慧眼HXMT天文卫星正在太空翱翔,时刻准备着“目睹”引力波发出的时候天体所发出的X射线和伽马射线!(编辑:婉珺 晓岚 小米)

    我希望融入交互性,因为它令你成为了其中的一个角色。体验为你提供了六自由度,因为你可以自由地探索和移动,并成为观察者。你是一只在墙上看着一颗星体出生的苍蝇。当星体陷入黑洞时,突然之间你将失去了那种自由感。在陷入黑洞时,你将失去移动的能力并限制在轨道之中。因此,我不仅要使用交互性,还要利用太空来作为叙述设备来推动故事向前发展,在你陷入这个黑洞中心核心时向你提供一种失去控制的感觉,一种无力感。最后,当你遇到奇点时,你就能够伸手触摸。在你体验那个场景时,随着你在走向奇点时被扯成一百万个碎片,你必须像星体那样死去,从而重新回到表面。当你这样做时,你会变成一个黑洞。你突然间就变成了杀死你的元素,你成了原本自我的敌人。这是一个只能通过交互进行探索的故事。

    文小刚(麻省理工大学物理学教授):

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    苟利军(中国科学院国家天文台研究员):

    与达伦·阿伦诺夫斯基(《黑天鹅》和《梦之安魂曲》等)合作的感觉如何?他标志性的超现实主义风格又扮演着什么角色呢?

    因此,2017年的诺贝尔物理学奖授予了LIGO实验直接探测到并且发现了引力波,不但是众望所归,而是也对百年现代物理学做了一个了断!从今往后,扩展广义相对论理论并且发展和量子力学统一的量子引力理论的研究将进入一个新的时代!

    你的下一步计划是什么?

    与此形成鲜明对照的是,广义相对论建立一百年来虽然已经成为了现代物理学的主要部分,而狭义相对论更是和量子力学一起构成了现代物理的两个支柱,但是历史上不但爱因斯坦没有因为相对论而获得诺贝尔物理学奖,后来对于丰富广义相对论而做出了很多贡献的物理学家们也无人因此获得过诺贝尔物理学奖,这和量子力学以及相关的物理学研究的情况相比有天渊之别,这不能不说是物理学史和诺贝奖历史上的一个遗憾!

    阿里一直是创意过程中的关键组成部分,因为他为项目带来了丰厚的科学知识。他推动着我们通过一种诗意的方式来深入探索这些科学概念。每当我向他展示构思时,他总是质问其中的科学,并询问我们道,‘你确定这个星体是蓝色的吗?你确定纹理看上去是这样子的吗?’他总是一丝不苟,而且非常关注细节,所以这样的反馈对开发项目十分关键。

    它开启了引力波天文学的新时代,形成引力波观测触发下的多信使天文学。

    责任编辑:

    施郁(复旦大学物理学系教授,果壳网科学顾问): 

    映维网 2018年09月12日)如果大家有印象,《SPHERES(天体)》刚刚夺得了第75届威尼斯电影节的最佳VR大奖(沉浸式故事)。这部作品由著名演员杰西卡·查斯坦(《斯隆女士》,《相助》和《猎杀本·拉登》等等)旁白,并向我们展示了引力波的突破性发现,同时邀请我们聆听来自宇宙的音乐。日前,Oculus分享了他们对《SPHERES:Songs of Spacetime(天体:时空之歌)》编剧兼导演伊丽莎·麦克尼特(Eliza McNitt)的专访,以下是映维网的具体整理:

    温琳清(西澳大学物理系教授,LIGO科学合作组织团队成员):

    这是一个非常令人兴奋的话题,因为我非常喜欢音效团队。声音和音乐是这款体验中的一个角色,而在最后,它确实成为了里面的角色。我与克雷格·亨尼根(Craig Hennigan)进行了合作,他是《梦之安魂曲》,《黑天鹅》,《母亲!》和《怪奇物语》的声音设计师。他是一个真正的大师和音效传奇。这次经历非常棒。当我们开始工作的时候,我把自己认为非常引人入胜能够的宇宙声音都发给了他,然后他用来启发了用于我们体验的调音板。他创建声音并将其定制为特定的效果的方式非常令人激动,他并不害怕将声音推向一个完全出乎意料的方向。所以这真的非常令人兴奋。

    图片 4慧眼HXMT示意图

    我同时与《怪奇物语》的作曲凯尔·蒂森(Kyle Dixon)和迈克尔·斯坦因(Michael Stein)进行了合作。在看了那个节目之后,我真的非常想与他们合作,而当我们开始与克雷格一起工作的时候,我一直对他说,‘我喜欢《怪奇物语》中的音乐,我希望创建类似的效果。我希望与这样的作曲家合作。’然后克雷格表示,‘既然这样,我们为什么不联系凯尔和迈克尔呢?’。所以我们马上联系了他们,而这是他们涉足的第一款VR体验,就像克雷格一样。对于凯尔和迈克尔,这是一次非常令人兴奋的合作,因为他们从未接触过这个,而且他们是如此出色,有趣和富有创造性。我会说,开发这款体验时我最喜欢的部分是声音与音乐。

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    Protozoa团队非常重视艺术与科学之间的联系,这是我工作的支柱,而达伦和阿里·汉达尔(Ari Handel)都是我们的执行制片人,有着深厚的科学背景。真正令人惊讶的是,我们能够得到他们对这个项目的指导和支持,并令这个故事深深植根于科学。

    引力波研究之路漫漫其修远兮,还需众多科学家的一起努力。

    达伦是我一直十分尊敬和仰望的导演,他的作品与风格非常鲜明。他一直都非常支持我的导演和艺术家之路。我们对科学和故事叙述的热情一直是这个项目中令人兴奋的组成部分,因为达伦同样坚信科学即是故事叙述。在与Protozoa制作人迪伦·戈登(Dylan Golden)合作时,他推动着我们在这个项目中挖掘出主角之旅。当我第一次与达伦,阿里和迪伦相见时,他们问了我这样一个问题:‘什么是主角之旅’。我回答道:‘这是一种交互式体验。我不知道这是否存在一位传统的主角。’但是,我意识到主角即是你本人。你将体验旅程的每一步,而原本你只是单纯地旁观主角。将电影的传统语言带到这种全新的沉浸式媒介中非常独特,而Protozoa在项目的构思中为我提供了帮助。

    LIGO探测到引力波是人类历史上最重大的发现之一。这个发现的意义不仅在于直接验证广义相对论和引力波的存在,更重要的还在于开启了对强引力、随时间变化的引力以及黑洞的直接观测,打开了认识宇宙的一个新窗口。在这之前,我们关于宇宙的信息来自宇宙中传来的电磁波和高能粒子,而引力波带来了主宰宇宙的引力的直接信息。

    与我合作的团队是这次体验的核心和灵魂。从Oculus到英特尔,再到Kaleidoscope,Atlas V,Novelab和Protozoa,我有机会与许多人进行合作。我们拥有一支庞大的团队,他们能真正将这种体验变为现实。我非常感谢能够与他们合作创作这种非常独特的体验。这真的很酷。

    在中国,清华大学信息技术研究院LIGO科学合作组织工作组参与了引力波直接探测并作出贡献。中国亟需自主建设引力波天文台、培养跨领域人才、加强国际合作,进而带动技术创新和科学发现,推动我国引力波研究的发展。

    《SPHERES》的灵感来自于空间并非无声这一事实。事实上,它实际上充满了声音。人类花了数千年的时间来研究宇宙,并试图了解我们在宇宙中的位置,但这是我们第一次听到它的音乐。最近发现的引力波已经彻底改变了我们看待宇宙的方式,因为这是我们第一次能够倾听宇宙的声音。

     

    《SPHERES》是分为三章的旅程。我们正在制作下一章节,而完整的系列将在今年年底推出。在这个项目之后,我将开始制作我的第一部角色驱动作品。

    引力波的观测将会更加常态化,引力波天文学将会发展起来,其他引力波源,比如中子星并合、超新星爆发等等也会被观测到。

    我很高兴你提到阿里·汉达尔。作为一名原本是神经科学家的电影制作人,他为项目提供了什么独特的观点呢?

    张双南(中国科学院高能物理研究所研究员,中国科学院粒子天体物理重点实验室主任,果壳网科学顾问):

    显然对于“Song of Spacetime(时空之歌)”这个标题,音乐和声音扮演着非常重要的角色。你们在音乐和整体音效设计上是与谁进行了合作呢?感觉如何?

    李淼(中山大学天文与空间科学研究院院长,果壳网科学顾问):

    原标题:获威尼斯最佳VR大奖,导演伊丽莎谈《SPHERES》背后的灵感与创作

    最后引力波也给我们提供了了解宇宙的另外一个全新维度。可以说之前仅仅是看到的宇宙的图景,却没有声音。引力波给探测宇宙的方式上增添了一个声音的维度,丰富了我们探索宇宙的方式。

    《SPHERES》一开始的灵感是什么?随着时间的推移,项目发生了什么变化呢?

    虽然这次的诺贝尔物理学奖对百年现代物理的发展做了一个了断,但是这对于引力波探测以及相关领域的研究却仅仅是一个开始。探测到引力波之前,人类对于宇宙的了解只是“看”,但是不能“听”;探测到了引力波,人类从此面对宇宙就不再是聋子了!

    你认为VR和AR将如何影响未来的故事叙述艺术呢?

    现代物理学建立的标志当然是一百年前建立的相对论和量子力学。随着量子力学以及基于量子力学的粒子物理标准模型的发展,相关研究在诺贝尔物理学奖历史上获奖层出不尽,相信以后还会有。这些诺贝尔物理学奖标志着量子力学走向了成熟,虽然今后还会发展,但是其正确性已经毋庸置疑。

    我希望讲述一个关于人类与宇宙联系的故事。当我深入研究项目背后的科学时,我了解到引力波的发现赢得了诺贝尔物理学,因此这是项目进展的重要部分。我想捕捉最前沿的科学发现,事实上,这就是声音的概念。内容的灵感来自于一个名为‘Music of the Spheres(天体音乐)’的古老哲学理论。它预言天体创造了一种音乐形式,而我们确实通过引力波的发现证明了这一点。

    引力波的发现可以说是本世纪物理学和天文学最重要的发现之一了。这次得诺贝尔奖是对所有的引力波研究人员几十年来坚持不懈所得结果的一个认可,更是对引力波研究领军人的智慧和凝聚力的最高嘉奖。

    为什么你决定采用交互式元素呢?比如说允许观众用双手将物体拉进黑洞?到目前为止你看到了什么样的反应呢?

    引力波探测证实了阿尔伯特·爱因斯坦1915年发表的广义相对论的一个重要预言,并开启了一扇前所未有的探索宇宙的新窗口。

    中国也是引力波探测国际合作团队的成员之一。我相信中国的引力波队伍会不断扩大。中国有无数的智慧青年,政府有意大力支持创新科研。如果有一天中国也像LIGO引力波合作团队一样,跨国界,跨学科,跨院校,跨种族,跨性别地团结起来,那就可以达到天时地利人和的境界了。那时,中国也许也会有属于自己的最新一代引力波探测器,也会走在世界前沿不断地展示引力波探测带来的科学技术的创新和人类对宇宙的最新认知。

    引力波探测获得2017诺贝尔物理学奖,真是众望所归!来看看科学家怎么说:

    LIGO的成功同时也是精密测量的伟大胜利,也将进一步推动量子测量方面的研究。LIGO的成功还给大科学的运作提供了经验。 

    目前,美国和欧洲的引力波天文台正主导着引力波的观测工作,随着LIGO探测的推进,中国的引力波研究也随之进入了一股前所未有的热潮。在理论研究的同时,中国也在积极推动直接探测引力波的望远镜项目。目前,太极计划和天琴计划这两个空间项目正各自推进,将于地面探测原初引力波的阿里计划已通过立项,正在建设之中。除此之外,中国还在研究如何利用刚刚建好的500米射电望远镜(FAST)和正在建设的平方公里阵(SKA),以脉冲星计时阵的方式探测宇宙天体所产生的引力波。

    目前几乎所有的物理测量手段,都是通过电磁相互作用来观察我们的世界。引力波的探测,打开了一个观察世界的全新窗口。在这个新窗口中,我们通过引力相互作用中的引力波来观察宇宙中最猛烈的极端事件。这是一个新的天文学的开始。中国也应该有自己的引力波观测台。但中国自己的引力波观察台,应该有自己的想法,自己的新设计。仅仅是复制几个现有的引力波观察台,或加大一号,意义也许不是太大。

    LIGO最终探测到引力波是物理学界努力数十年的结果,其间有不少悲喜剧,例如试图探测引力波的第一人韦伯后半生的遭遇,LIGO创始人罗纳德·德雷弗不得不离开团队,最近又不幸去世。无论如何,LIGO的探测过程和结果都是史诗级的,不仅证实了自然界存在第二种基本波,同时为人类探测宇宙打开了一个全新的窗口。

    引力波将成为科学家进一步探索宇宙和发展科学理论的有力工具。利用进一步的、更加高精度的观测,科学家有望回答黑洞到底是什么—这个连爱因斯坦都非常困惑的“奇点”,能够提供检验有些量子引力理论所需要的观测数据,能够帮助我们了解中子星的内部主要是由中子还是夸克组成的。

     

    曹军威(清华大学信息技术研究院研究员,LIGO科学合作组织理事会成员):

    图片 6慧眼HXMT于2017年6月15号11:00顺利发射运行。

    另外引力波以光速传播,它与物质的相互作用非常非常的弱,通过引力波可以几乎无阻挡地看到宇宙大爆炸时候的图景,而这是无法利用我们熟知的电磁波来实现的。所以引力波是我们了解最早期宇宙的最好工具。

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