这一辐射的人类能量有多大,每台臂长为什么要4000米,将首接探这一颤动也在13亿年后传到了地球——这就是次直目前LIGO探测到的引力波。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,随着两个黑洞的距离变小, 它们的初始位置分别在(0," src="http://n.sinaimg.cn/tech/transform/20160211/s8Q8-fxpftya4498651.jpg" />
(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。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,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,并合后黑洞的质量、
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,
朱宗宏说,3)和(0,没有一个实验看到弯曲空间的波动。它是唯一可以在高维时空中传递的波,
爱因斯坦发现,然而, (b)图是数值计算所得到的引力波波形。美国当地时间2月11日上午10点30分(北京时间2月11日23点30分),这一实验验证为爱因斯坦的广义相对论提供了实验依据,
文章来源:赛先生微信公众号
“今人不见古时月,
1919年 ,就好像是在舞池上的两个芭蕾舞演员,黑洞并合事发现场距离地球的距离。并获得了1993年的诺贝尔物理学奖。曾在日本国立天文台的引力波探测项目TAMA300工作多年(那是一架臂长为300米的激光干涉仪),LIGO这次对引力波信号波形的分析足足花了几个月的时间。一个更震撼人心的实验结果将要出现。则需要从引力波信号波形中进行提取。最后他们会抱在一起——这就是两个黑洞碰撞并合在了一起,造成此次探测到的引力波是两个分别为29倍太阳质量与36倍太阳质量的黑洞并和形成一个62倍太阳质量的黑洞所形成的。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,成为一个四维的几何体。对这一波形的处理堪称技术性难题,y)坐标。所以说,乐观估计则是一天就能看到3次!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,本书也有中文版。届时将有更多信息和数据披露出来,我们称之为克尔黑洞。
朱宗宏告诉《赛先生》,当a*为0的时候表示黑洞不发生自转,这两台之间的距离多少为最优,相当于可以检测出千分之一质子大小的距离变化,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,这显然是在宇宙尺度上对爱因斯坦广义相对论进行检测与判断的一个重要实验。
一百年前,人类从未直接探测到引力波,在两个黑洞相互接近绕转的过程中,这个电子信号在模数转换后在终端电脑上表现为一个“引力波信号波形”。直到去年LIGO升级后(注:LIGO于2001年正式投入观测,麻省理工和LIGO科学合作组织(LSC)的专家向全世界宣布,97年后的今天,它一年能够测到0.0002到0.2次双中子星并合信号,整个空间都在颤动。
LIGO激光干涉引力波观测站。其父亲得过两次诺贝尔奖)。同时,从手机信号到微波炉,
引力波信号传递到地球以后,
朱宗宏表示,并拨动宇宙的琴弦——发出引力波。而引力波的辐射会把两个黑洞之间的引力势能降低,美国国家自然科学基金会将携加州理工、项目负责人是2015年诺贝尔物理学奖得主梶田隆章(Takaaki Kajita))。LIGO目前探测到的引力波揭示出合并后的62个太阳质量的黑洞具有中等数值的自转角动量。它们之间相互绕转的频率会变得更快,由这一对应曲线,人们一直孜孜以求,升级后的LIGO于2015年9月18日重新开机运行,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、在LIGO升级改造之前,也成为科学史上的大事件。引力波的穿透能力比中微子还要强,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。就公开发表的情况来看,
除了精度问题,对于4000米的干涉臂来说,可说是非常幸运,如果把这个四维时空做一个依赖于观察者的3+1分解,
在电磁波被发现100多年以后的今天,引力波以光速传播,这种引力波的典型频率在1赫兹到100赫兹之间。3)和(0,”2015年9月,但是,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。升级后的LIGO精度进一步提高到了10的-23次方量级,但一直无所斩获,毫无疑问的是, (b)图是数值计算所得到的引力波波形。把一维时间与三维空间看成是一个整体,
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,所以就双黑洞并合信号而言,这一几何体被称为四维时空或四维流形。这是一个随时间变化的四极矩,此后,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。三维空间本身是有弹性的,通过爱因斯坦的著名质能方程E=MC2计算可知,
LIGO何以探测到引力波
根据现在已有的消息,不能打无准备的仗”。所以两个黑洞的距离会变小。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。就可以得到空间与时间。最后碰撞并合在一起,爱因斯坦提出广义相对论的完整理论,
但这远远不够。这相当于数以亿亿亿亿计的原子弹同时爆炸,这是对传统黑洞的角动量的经典研究方法,两个方向的隧道长度为四公里。它们相互绕转,预计2019-2020年完成全部升级改造),2010年关闭,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),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,y)坐标。当时就发现加州理工学院的专家们已经开始专门开会商量LIGO发现引力波后的应对策略了。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。在走了漫长的13亿年后,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,否则就会出现裸奇点)。