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人類探測引力波很有可能引發(fā)天文學(xué)革命

2016-02-13

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    直接探測到引力波有多重要?包括中國科學(xué)家在內(nèi)的多國家科學(xué)家認(rèn)為,新發(fā)現(xiàn)不僅填補(bǔ)了廣義相對論實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中最后一塊缺失的拼圖,讓現(xiàn)代物理學(xué)的根基更加堅(jiān)實(shí),也意味著科學(xué)家抓住了揭開宇宙奧秘的“鑰匙”,有助于了解宇宙的起源和運(yùn)行機(jī)制。

  英國著名理論物理學(xué)家斯蒂芬·霍金表示:“引力波提供了一種人們看待宇宙的全新方式。(人類)探測到引力波的這種能力,很有可能引發(fā)天文學(xué)革命?!?/p>

  全球近千名科學(xué)家參與了搜尋引力波的項(xiàng)目,其中有來自中國清華大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì),包括該校信 息技術(shù)研究院研究員、天體物理中心兼職研究員曹軍威,以及計(jì)算機(jī)系副教授都志輝和王小鴿等。參與研究的幾位科學(xué)家對記者說,他們著重采用先進(jìn)計(jì)算技術(shù)提高 引力波數(shù)據(jù)分析的速度和效率。如果說引力波發(fā)現(xiàn)有重大意義,那么探測和數(shù)據(jù)分析技術(shù)水平的提高意義也同樣重要。

  美國亞利桑那州立大學(xué)物理學(xué)家勞倫斯·克勞斯告訴記者,發(fā)現(xiàn)引力波開啟了觀測宇宙的一個新窗口,就像望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明或太空無線電波的發(fā)現(xiàn)一樣。 引力波天文學(xué)將成為21世紀(jì)的天文學(xué)。不僅如此,它可能還揭示了有關(guān)引力、黑洞及基本物理問題的性質(zhì)的重要信息。

  南非夸 祖魯-納塔爾大學(xué)的引力波研究專家馬寅哲說,天文學(xué)的發(fā)現(xiàn)幾百年以來主要靠電磁光譜的測量,射電、光學(xué)、紅外、X射線等天文觀測手段均是在收集光,靠 “看”觀測宇宙。引力波的發(fā)現(xiàn)則將從“聽”這一完全不同的角度進(jìn)行天文觀測,引力波天文學(xué)這一學(xué)科的大門徹底被打開。引力波將成為檢驗(yàn)愛因斯坦相對論、探 測黑洞質(zhì)量、測量宇宙距離等基本問題的新窗口。

  此次主導(dǎo)發(fā)現(xiàn)引力波的是“激光干涉引力波天文臺”項(xiàng)目(LIGO)。 參與該項(xiàng)目的美國賓夕法尼亞州立大學(xué)科學(xué)家查德·漢娜說,我們無法預(yù)測引力波天文學(xué)將如何改變對宇宙的基本認(rèn)知,就像伽利略用他的小望遠(yuǎn)鏡預(yù)測不了哈勃太 空望遠(yuǎn)鏡展現(xiàn)給我們的宇宙那樣,“我們可以預(yù)期的是,100年后我們的后輩所知道的將與我們所知道的有天壤之別”。

    LIGO原型機(jī)實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家埃里克·金特羅對記者回憶自己得知引力波可能被探測到的經(jīng)歷說,“我們被告知不得聲張,我甚至沒有告訴家人,其實(shí)直到今天,我們還沒有好好慶祝,我只是在當(dāng)時偷偷攥了下拳頭,對自己說‘YES’”。

  另一名LIGO項(xiàng)目共同創(chuàng)始人、加州理工學(xué)院教授基普·托爾內(nèi)說:“有了這一發(fā)現(xiàn),我們?nèi)祟悓_始不可思議的新探索:探尋宇宙扭曲的一面——由扭曲時空生成的天體與現(xiàn)象?!?/p>

  托爾內(nèi)也是好萊塢科幻大片《星際穿越》的科學(xué)顧問。有人在記者會上問這一發(fā)現(xiàn)對時間旅行有什么意義,他回答說:“這大大加深了我們對在極端扭曲情況下的時空行為的了解,但我不認(rèn)為它使我們距時間旅行更近一步。我倒是希望如此,但那是兩個不同的方向?!?/p>

  100年前,愛因斯坦的廣義相對論預(yù)言了引力波的存在。但愛因斯坦也曾認(rèn)為,由于引力波太過微弱,它無法被探測到。 參與LIGO項(xiàng)目的墨爾本大學(xué)研究人員孫翎告訴記者,這次“我們既證明了他的正確,另一方面他也說錯了,我們真的探測到了”。


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