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美国镭射干涉引力波天文台科学家首度公开证据证明引力波的存在

来源: 神秘的地球
时间:2016年2月13日

爱因斯坦(小图)早就预言了引力波的存在;引力波可理解为物质扭曲时空所造成的涟漪。

爱因斯坦(小图)早就预言了引力波的存在;引力波可理解为物质扭曲时空所造成的涟漪。

LIGO的科学家侦测到两个黑洞碰撞所发出的引力波。

LIGO的科学家侦测到两个黑洞碰撞所发出的引力波。

图为设置于华盛顿州汉福德的LIGO引力波探测器。

图为设置于华盛顿州汉福德的LIGO引力波探测器。

LIGO的科学家召开发布会,宣布这项物理学的重大发现。

LIGO的科学家召开发布会,宣布这项物理学的重大发现。

发布会上,众人留心聆听引力波的介绍。

发布会上,众人留心聆听引力波的介绍。

(神秘的地球报道)德国物理学家爱因斯坦于1915年发表广义相对论,当中不少理论已先后获证,唯独最重要的理论“引力波”(Gravitational Waves)是否真实存在,一直未能证实。美国镭射干涉引力波天文台(LIGO)的科学家举行发布会,外界盛传将首度公开证据,证明引力波的存在,此势让人类进一步了解宇宙的奥秘。

引力波的侦测是物理学界数十年来的一大命题。爱因斯坦认为,当物质在时空运动时,若果极大质量物体运动,诸如两个黑洞互相碰撞,所产生的曲率中,就会以波的形式向外传播,导致时空压缩,此现象称为引力波。

早前曾有美国科学家表示,于LIGO侦测到从黑洞发出的引力波讯号。若果今晚发布会真的如外界所料,公开引证引力波存在的证据,势成整个科学界的焦点,更有传媒直言,发现引力波的人相信能夺得诺贝尔奖。

相关报道:测得黑洞碰撞引力波 证爱因斯坦百年预言

(神秘的地球报道)著名物理学家爱因斯坦于1915年发表广义相对论,并预言了引力波(Gravitational wave)的存在。相隔整整100年,美国镭射干涉引力波天文台(LIGO)的科学家,周四召开发布会,宣布首次发现引力波的直接证据。这项发现不但有助了解重力(gravity)如何作用,并为探索宇宙开拓新方向;英国剑桥大学宇宙学家霍金(Stephen Hawking)更指,它会为天文学带来革命性的变化。

在广义相对论中,重力被定义为由质量造成的时空扭曲。如果将时空比喻作一块薄膜,把一个保龄球放上去,薄膜就会因拉扯产生曲面,在周围的小球会随曲面滚向保龄球,这比喻可粗略地解释重力的作用。而引力波就是有质量的物体移动时,在时空产生的“涟漪”。

物理学界过去之所以未能证实引力波的存在,原因是即使质量极高的天体,其所产生的引力波波幅仍然极为微小,以往的科技因而未能测得到。

LIGO的科学团队今次利用两组极之精密而庞大的仪器,来侦测一次发生于13亿年前、 由两个黑洞碰撞所产生的引力波。两组地底仪器分别设置于美国华盛顿州的汉福德(Hanford),以及路易斯安那州的利文斯敦(Livingston),利用激光的干涉现象来侦测引力波,仪器敏感度奇高,能够探测出只有相等于万分之一个质子宽度的距离变化。

去年9月14日,两组相距约3000公里的仪器,相隔7.1毫秒(millisecond)探测出相同的引力波读数,科学家因此认定,找到引力波存在的直接证据。

有科学家认为今次的突破,有如伽利略利用望远镜观测到星体的时刻,又有如将默片变成有声电影一般。一些物理学家甚至称,测得引力波比2012年发现上帝粒子更重要。美国国家科学基金会总监科尔多瓦就生动地形容:“爱因斯坦也会笑容满面。” 

霍金教授接受英国广播公司访问时则说:“引力波提供了完全崭新的看待宇宙方式。(科学家)发现它们(引力波)的能力,有可能使天文学发生革命性的变化。这是首次侦测到双黑洞,也是首度观察到黑洞融合。除了验证广义相对论,我们可以期待看到遍布于宇宙史的各种黑洞,甚至看到宇宙大爆炸时期的初期宇宙遗迹。”

新闻剖析:甚么是引力波?

(神秘的地球报道)美国镭射干涉引力波天文台(LIGO)昨日宣布,证实引力波的存在,整个科学界为之振奋。有人形容,引力波是物理学家爱因斯坦的广义相对论实验验证中最后一块“拼图”。美国国家科学基金会总监科尔多瓦认为,此发现为观测宇宙打开一个新窗口,是天文物理界的重大里程碑。

Q:甚么是引力波?

A:广义相对论中,重力被定义为由质量造成的时空扭曲。当有质量的物体加速时,周围会出现时空曲率,并以波的形式向外传播,这称为引力波,情形就似湖面的涟漪。物体质量愈大,产生的引力波便愈大。

Q:侦测引力波为甚么重要?

A:引力波能穿透电磁波无法穿透的空间,因此人类借此能够更深入了解遥远的恒星、星系与黑洞,为天文物理学开启了一个全新的领域。另外,引力波能间接证明黑洞的存在。

Q:引力波为何难以侦测?

A:由于引力波的波动太过微弱,连爱因斯坦当年也没把握人类是否有能力探测。就算是两个黑洞合并时所产生的强大引力波,在到达地球时已大大减弱,因此侦测仪器敏感度必须极高。

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