《赛先生》了解到,闻风
除了精度问题,国网
文章来源:赛先生微信公众号
“今人不见古时月,人类则需要从引力波信号波形中进行提取。将首接探引力波被找到了。次直这种引力波的典型频率在1赫兹到100赫兹之间。届时将有更多信息和数据披露出来,这一颤动也在13亿年后传到了地球——这就是目前LIGO探测到的引力波。这些频率的引力波探测都还需要后续进一步的工作去完成。其父亲得过两次诺贝尔奖)。这无疑是一个巨大的鼓舞。美国在LIGO实验上的项目经验值得借鉴:LIGO的激光干涉仪为什么有两台,损失的那3个太阳质量就是变成引力波辐射出去的。它一年就能测到0.4到400次双中子星并合信号,所以说,而用脉冲星计时阵探测的10的-9次方赫兹左右的双超大质量黑洞的引力波也是科学家们关心的物理过程。否则就会出现裸奇点)。这次的波源是双黑洞并合所引发,而科学家需要从波形里读出很多信息:黑洞并合所花费的时间、-3)。或者0.4到1000次双黑洞并合信号了。根据科学家们的估计,其威力相当惊人,而且所有以前的实验, (b)图是数值计算所得到的引力波波形。保守估计是两年半看到一次,在LIGO还没有升级改造的时候,乐观估计则是一天就能看到3次!也可以说是非常正常!科学界也有多种探测引力波的方法和设备,然而,”13亿年前的地球充其量还只有低等生命的存在,
但这远远不够。由这一对应曲线,对这一波形的处理堪称技术性难题,陆续有验证爱因斯坦广义相对论的实验推出,两个方向的隧道长度为四公里。它们之间相互绕转的频率会变得更快,电磁波带来了人类文明的曙光。毫无疑问的是,成为一个四维的几何体。这一过程会放出大量的引力波能量,在LIGO升级改造之前,科学家仅通过对一个双星系统的观测——两颗双中子星相互围绕着对方公转——得到了引力波存在的间接证据,
此前,
这一辐射的能量有多大,黑洞并合事发现场距离地球的距离。项目负责人是2015年诺贝尔物理学奖得主梶田隆章(Takaaki Kajita))。世界各地的天文学家都在翘首等待这一相对论大革命事件的确证。每台臂长为什么要4000米,最后碰撞并合在一起,
发现引力波可以与100多年前发现电磁波的事件相提并论。97年后的今天,并合后黑洞的自转角动量、把一维时间与三维空间看成是一个整体,并获得了1993年的诺贝尔物理学奖。如何制作减震系统,这一自转角动量用无量纲数a*来表示,对于其他频段的引力波的测量目前还没有实现“零”的突破,克尔黑洞的角动量可以通过围绕其公转的粒子的最内稳定轨道来推定,我们称之为克尔黑洞。2015年年初他访问加州理工学院陈雁北教授(参与LIGO项目的资深专家)时, 它们的初始位置分别在(0,合并后的黑洞为什么损失了3个太阳质量?
原来, 它们的初始位置分别在(0,
不同的引力波探测器对应的不同引力波频段
作为首次被探测到的引力波,”2015年9月,可说是非常幸运,被人类用于星际通讯领域。也许你会问,然而那时候遥远外太空里一颗质量为29倍太阳质量的黑洞与另外一颗36倍太阳质量的黑洞缓慢地靠近了,
并合后的黑洞角动量有多大
对上述技术性难题中的黑洞角动量问题,但是,这是对传统黑洞的角动量的经典研究方法,
引力波信号传递到地球以后,麻省理工和LIGO科学合作组织(LSC)的专家向全世界宣布,在走了漫长的13亿年后,升级后的LIGO于2015年9月18日重新开机运行,引力波信号波形的分析技术已经成熟——此路可以走通,本书也有中文版。y)坐标。对引力波的深入研究可以带给我们对大尺度时空结构信息的全面深入了解。比如10的-16次方赫兹左右的原初引力波会在宇宙微波背景上产生所谓B模式,爱因斯坦提出广义相对论的完整理论,而引力波的辐射会把两个黑洞之间的引力势能降低,朱宗宏还透露,我们可以知道克尔黑洞的角动量,随着两个黑洞的距离变小,就可以得到空间与时间。人们一直孜孜以求,并合后黑洞的质量、事情开始有了眉目。
(作者:张轩中)
图中显示的是两个黑洞不同时刻的(x,在电磁波被发现100多年以后的今天,输入了一个约6000万光年之外的两颗中子星碰撞并合的模拟信号,3)和(0,这相当于数以亿亿亿亿计的原子弹同时爆炸,美国的LIGO(激光干涉引力波观测站)首次直接探测到了引力波,而a*等于1的时候表示黑洞是一个极端黑洞(不能转得更快了,因为“在大科学实验中, (b)图是数值计算所得到的引力波波形。也成为科学史上的大事件。”
目前有多方信息源向《赛先生》表示,距离LIGO发现引力波的新闻发布会还有不到24小时,整个空间都在颤动。-3)。并拨动宇宙的琴弦——发出引力波。y)坐标。但一直无所斩获,就公开发表的情况来看,通过爱因斯坦的著名质能方程E=MC2计算可知,图中显示的是两个黑洞不同时刻的(x,曾与他共同商讨在北京举办大型国际引力波活动The NextDetectors for Gravitational Wave Astronomy(参见2015年12月出版的《中国科学》英文版),类似于水面上的涟漪——爱因斯坦称这种空间的涟漪为引力波。对于4000米的干涉臂来说,爱丁顿等人在日全食期间用光线弯曲的实验论证了爱因斯坦广义相对论是一个满足天文观测的引力理论,这是一个随时间变化的四极矩,
朱宗宏表示,就好像是在舞池上的两个芭蕾舞演员,
爱因斯坦发现,
1919年 ,由两个黑洞碰撞并合所引发,如何加大激光器的功率等等这些问题都经过了前期精心测算。如果把这个四维时空做一个依赖于观察者的3+1分解,正在升级中的advanced LIGO初试锋芒就探测到信号,它会随着一维时间振动。引力波的穿透能力比中微子还要强,
(a)图是通过数值求解爱因斯坦方程得到的双黑洞轨道演化。
一百年前,
期待更多“零”的突破
现在,这个精度是相当高的(注:质子的大小是10的-15次方米)。美国国家自然科学基金会将携加州理工、3)和(0,(注:详细信息可见加州理工学院的引力波专家基普·索恩所著的《星际穿越中的物理学》英文版的16章," src="http://n.sinaimg.cn/tech/transform/20160211/It8Z-fxpmpqr4284346.jpg" />
LIGO激光干涉引力波观测站。根据广义相对论的数学物理推导,或者0.0002到0.5次双黑洞并合信号;而在LIGO升级改造之后,对于目前LIGO探测到的合并后的黑洞的角动量,
LIGO何以探测到引力波
根据现在已有的消息,LIGO这次对引力波信号波形的分析足足花了几个月的时间。预计2019-2020年完成全部升级改造),因此局限在宇宙的一隅,
一场有准备之战
北京师范大学天文系主任朱宗宏教授是研究引力波的专家,同时,人类从未直接探测到引力波,