科学家第三次探测到引力波

由距离地球约30亿光年的两个黑洞合并产生

    美国激光干涉引力波天文台(LIGO)科学家近日宣布,他们第三次探测到了由双黑洞合并事件产生的引力波。此外,这次时空的微妙震颤还透露了黑洞的一个关键特征——它们的自旋,这是不正常的。这可能有助于揭示黑洞最初是如何配对的。

    引力波是由一些宇宙中最“暴力”事件引发的时空涟漪。它被认为是爱因斯坦广义相对论实验验证中最后一块缺失的“拼图”,它的发现是物理学界里程碑式的重大成果。

    由1000人组成的LIGO科学合作组织副发言人、佐治亚理工学院物理学家Laura Cadonati表示:“这些黑洞不像彼此环绕的两个整齐排列的龙卷风,而像两个倾斜的龙卷风。”Cadonati说:“这可能会影响最终的结果。”

    最新一期美国《物理评论快报》发表的报告说,这两个黑洞距离地球约30亿光年,在合并前的质量分别相当于约19个和32个太阳,合并后的总质量相当于约49个太阳,有约两个太阳的质量转变成能量以引力波的形式释放。

    今年1月4日,这个来自宇宙深处的引力波信号抵达地球,以3毫秒之差被LIGO组织位于华盛顿州汉福德市与路易斯安那州利文斯顿市的两个引力波探测器先后探测到。经过分析,科学家确定它是引力波。

    美国科学家之前于2016年2月11日宣布第一次直接探测到引力波的存在。这个于2015年9月14日探测到的引力波来自于另外两个黑洞合并,但这两个黑洞合并前的质量更大,分别相当于约36个与29个太阳质量,合并后的总质量相当于约62个太阳,相当于3个太阳质量的能量在合并过程中以引力波的形式释放。

    之后,美国和欧洲的两个引力波探测项目的研究人员于2016年6月15日在加利福尼亚州圣迭戈再一次宣布,他们“非常清晰”地再次探测到引力波的存在。探测项目组说,此次探测到引力波的时间是2015年12月25日。

    之所以探测到引力波信号与宣布发现之间隔了一段时间,是因为科学家还要分析和确认相关数据。在这项研究中,科学家探测到来自两个黑洞合并而产生的引力波信号。这两个黑洞位于距地球14亿光年外,在合并前的质量分别相当于大约8个和14个太阳,合并后的总质量相当于约21个太阳,其中约1个太阳的质量变成能量,在合并过程中以引力波的形式释放。经过漫长旅行,这一引力波信号被LIGO项目组的两个引力波探测器“清晰”地捕捉到。

    科学家认为,多次明确探测到引力波信号表明,引力波并非偶然事件,未来将有可能继续探测到中子星等其他天体在碰撞过程中产生的引力波。

    LIGO科学合作组织发言人、麻省理工学院物理学家David Shoemaker表示,LIGO将在今年8月结束目前的运行状态。研究人员将在接下来的12至18个月中尝试提升这部机器的灵敏性——自从2015年至2016年运行以来,LIGO只进行过少量的改进工作。

    在物理学中,引力波是指时空弯曲中的涟漪,通过波的形式从辐射源向外传播,这种波以引力辐射的形式传输能量。1916年,爱因斯坦基于广义相对论预言了引力波的存在。引力波的存在是广义相对论洛伦兹不变性的结果,因为它引入了物质相互作用的传播速度有限的概念。相比之下,引力波不能够存在于牛顿的经典引力理论当中,因为牛顿的经典理论假设物质的相互作用传播是速度无限的。各种各样的引力波探测器正在建造或者运行当中。可能的引力波探测源包括致密双星系统(白矮星、中子星和黑洞)。

标 签:
  • 引力波探测,太阳质量,双星系统,激光干涉,直接探测
( 网站编辑:赵梦姣 )
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