人类首次“看到”引力波事件

全球多国科学家16日同步举行新闻发布会,宣布人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波,并同时“看到”这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。

 资  讯 

探测引力波已从公式发展到网络 或带来科技革命

即时 | 2017-10-27 08:21

百年引力波的魅力

10月16日,南京紫金山天文台对外发布一项重大发现,我国南极巡天望远镜追踪探测到首例引力波事件光学信号。另外,我国第一颗空间X射线天文卫星——“慧眼”望远镜在此次引力波事件发生时,成功检测了引力波源所在的天区。

从1916年爱因斯坦在《德国物理学》杂志上发表《广义相对论基础》一文,到2016年2月11日美国国家科学基金会携加州理工学院、麻省理工学院和LIGO科学合作组织的科学家宣布首次直接探测到了引力波,人类对引力波的探索已经有百年历程。那么,引力波到底是什么,为什么一代代科学家都对此执著研究?

如同船在水中引起的涟漪

2015年,美国科幻、奇幻和恐怖电影学院将土星奖最佳影片颁给了电影《星际穿越》,这部电影关于时间空间的阐述手法令人称奇,而影片的科学顾问就是今年诺贝尔物理学奖得主之一基普·索恩,他的获奖原因是构思和设计激光干涉仪引力波天文台LIGO,对直接探测引力波作出杰出贡献。

在2009年以前,基普·索恩一直担任加州理工学院费曼理论物理学教授,奠定了引力波探测的理论基础,开创了引力波波形计算以及数据分析的研究方向。辞去费曼教授职务后,他开始钟情于电影,第一部就是与诺兰合作的《星际穿越》。

事实上,引力波也是在解释空间和时间的关系,爱因斯坦在《广义相对论基础》一文中认为,空间、时间是一个整体,引力不是通常意义下的力,而是时空弯曲的一种表现,本质是一种几何现象。这种时空弯曲的曲率与处于时空中的物质直接相联系,物质的存在会使周围的时空发生弯曲,并且会以光速向四周传播,这种波动即为引力波。

简单来说,广义相对论认为,大到天体,小到人类本身,在运动时都会使周围的时空产生涟漪,就如同船在水中移动时会产生水波一样,船是物质,水好比是时空,水产生的波动就是引力波。只不过,这样的波动非常不易察觉,这使得爱因斯坦的引力波理论在很长一段时期都没有得到实验验证。

从一个公式发展到一个网络

引力波探测的困难,与宇宙的浩瀚不无关系。探测引力波的方式,是利用引力波的潮汐效应,探测引力波作用下两个物体之间的距离变化,而这种变化,是非常微小的。

一般来说,如果宇宙中发生了超新星爆发、黑洞形成的“大事件”,相应天体会产生巨大的引力波,不过,这样的现象具有非常大的偶然性,很难遇到并恰好捕捉到。于是,科学家们开始关注另一种天体,一种可以发出连续引力波的天体——双星。双星是两颗绕着共同的重心旋转的恒星,人们肉眼可见的天狼星就是双星,其伴星为白矮星。

相对而言,双星系统运动状态稳定,引力波辐射可以导致绕转频率加快,轨道周期变小,如果能测出双星变化周期律与广义相对论中的公式相符,就能间接证实引力波的存在。美国马萨诸塞大学的赫尔斯和泰勒于1974年用射电望远镜发现了第一颗脉冲双星PSR1913 16,并于4年后测定周期变化率,与广义相对论公式给出的理论值不超过1%。两人最终因此成功获得诺贝尔物理学奖。

就在赫尔斯和泰勒探测脉冲双星的同时期,麻省理工学院的雷纳·韦斯和马布里休斯实验室的罗伯特·佛瓦德分别建造了激光干涉引力波探测器,探测器有两个相互垂直、长度相等的干涉双臂,当有引力波通过时,一臂拉升一臂压缩,光电接收器的光强就会发生变化

因为对引力波探测作出的贡献,雷纳·韦斯也获得了今年的诺贝尔物理学奖。而在上世纪90年代,包括美、法、意、德、英、日、澳等多个国家在内,都独立或合作建造了激光干涉引力波探测器,并且组成一个国际观测网络,只要一个观测器收到信号,就能数据共享。

中国人不会缺席

即便建立了观测网络,想要观测到引力波信号也绝非易事。例如去年探测到的引力波信号GW150914,是13亿光年之外两颗黑洞合并最后阶段产生的,相当于29颗太阳与36颗太阳,最后合并成一颗62倍太阳质量高速旋转的黑洞,在信号释放到宇宙空间13亿年后抵达地球。那么,如此巨大星球合并产生的引力波引起了实验仪器怎样的反应呢?实验设备4公里的臂长,改变了相当于质子直径万分之一的长度,相当于太阳与最近恒星之间的距离,改变了一个头发丝的宽度。

那么,观测到这“万分之一质子直径”的变化,需要多精准的仪器呢?为了排除地震、声波等干扰,引力波信号需要距离很远的两个地方同时检测到才算数。探测到GW150914信号的两个探测站,分别位于美国的华盛顿州和路易斯安纳州,相距3000公里。

各国之所以投入巨资用于引力波探测,是因为引力波对于天文学和物理学研究有重要作用。人们最初了解宇宙的方式,是仰望星空,但是,光并不能穿透一切物质,而引力波则可以几乎不受阻挡地穿过一切天体,遥远恒星的光会被其它介质阻挡,但其产生的引力波不会。这就使得人类了解天体信息的渠道增加了,进一步研究之下,也将对天体物理学和相对论宇宙学产生深远影响。有的科学家甚至认为,引力波的发现如同电磁波一样,在未来产生科技革命也不是没有可能。

在引力波的探测上,中国人也没有缺席。最近一次引力波事件发生时,全球仅有4台X射线和伽马射线望远镜成功监测到爆发天区,而中国的“慧眼”就是其中一台,而且在四台望远镜里面有效面积和时间分辨率最高。

目前,我国已经启动了由中山大学领衔的“天琴计划”和中科院高能物理研究所主导的“阿里实验计划”,前者是去太空捕捉引力波,将分四个阶段约20年实施;后者是在地面探测原初引力波,利用高海拔优势开展北半球首个搜寻原初引力波的望远镜计划。

揭秘“引力波”:爱因斯坦的猜想是如何被证实的

即时 | 2017-10-23 08:17

爱因斯坦的猜想是如何被证实的

“引力波”,听名字给人一种曼妙舞动的韵律之美,爱因斯坦在广义相对论中曾描述:“引力波以光速迅速扩散,充满整个宇宙。”引力是由于质量所引发的时空扭曲所造成,任何有质量的物体加速运动都会对周围的时空产生影响,时空在伸展和压缩的过程中,会产生振动,这些振动就是引力波。这些波动,可以想象为将一块石子投入水中所掀起的涟漪,因此人们也为引力波赋以一个好听的名字“时空涟漪”。

引力波一直是爱因斯坦提出来的虚无之物,没有人见过,没有人能证明,没有人能检测到。就连爱因斯坦本人也想象不到,能通过怎样的方法探测到引力波,以至于他本人直到逝世前都还在怀疑黑洞的存在。

金秋十月,“引力波”变得如巨星般耀眼,先是10月3日,来自LIGO(激光干涉引力波天文台)团队的科学家们由于其在引力波研究方面的贡献而被授予诺贝尔物理学奖。接着北京时间10月16日晚上10点,一个世界天文学界里程碑式的时间来到,美国国家科学基金会、欧洲南方天文台、中国中科院紫金山天文台等机构同步召开新闻发布会,宣布第一次同时“听到”和“看到”来自双中子星并合的一次引力波事件。

这是人类第五次探测到引力波。然而科学界的兴奋之情甚至不亚于第一次探测到引力波时。因为与之前被探测到的四个引力波信号不同,这次探测到的引力波信号GW170817来自1.3亿光年外两颗并合的中子星,而且科学家第一次同时观测到了引力波及其电磁对应体。

“这次科学家们宣布首次直接探测到了壮丽的双中子星并合产生的时空涟漪——引力波及其伴随的电磁信号。这标志着人类历史上第一次使用引力波天文台和其他望远镜同时观测到了同一个天体物理事件,这次发现同时也打开了等待已久的多信使天文学的新窗口,引力波天文学为理解中子星的性质提供了电磁天文学单独所不能实现的新机会。这次发现是由位于美国的激光干涉引力波天文台(LIGO)和位于欧洲的室女座干涉仪(Virgo)引力波探测器以及其他70个地面及空间望远镜共同完成的。”清华大学LIGO科学合作组织负责人曹军威说。清华大学LIGO科学合作工作组是此次中国唯一参与观测引力波的团队。自2009年成为LIGO科学合作组织正式成员以来,清华大学的这个团队参与了迄今为止的所有引力波的发现。

“这是人类迄今观测到强度最强的引力波信号。”与之前探测到的双黑洞并合引力波信号只有1秒不同,此次中子星并合产生的引力波持续了大约100秒, LIGO科学合作组织成员的科学家向记者展示了双中子星并合的动画过程,两个天体相互旋进,最终并合并产生大量抛射物,外形就像旋转的风车。最大的惊喜来自100秒的后半程,“一定要准备好你的耳朵,听,开始了……”果然一声“啁啾”声传来,这就是双中子星即将发生并合前由于相互绕转频率不断提高而发出的声音,引力波长啥样,听这个声音就知道了。

中子星是恒星演化末期形成的一类致密天体。虽然它的半径只有十几公里,质量却与太阳相当。中子星到底有多硬?其内部物质以何种状态存在?这些一直是科学家感兴趣的问题。根据此次观测到的引力波信号,科学家估算出两颗中子星的质量、半径,并对其密度给出了保守的限制。

在清华大学引力波成果展示现场,大屏幕上出现了一张北京地图,此次并合的中子星大约有多大,科学家说,直径约为20到25公里,如果放在北京地图上,大致可以覆盖北京的三环区域,“也就是说,清华大学所在四环外还不在中子星覆盖范围内。”中子星到底有多重,科学家预测,这两个相互旋进的天体的质量估计为1.5到1.6倍太阳质量,也就是说把1.5到1.6倍的太阳质量压缩到一个非常小的区域中,其密度大得惊人。距离我们有多远,约1.3亿光年,也就是说这是1.3亿光年前的一次碰撞,今天才被我们人类所观测到。

说起此次双中子星并合的探测过程,简直比国际刑警跨洲追捕逃犯还要精彩。

2017年8月17日,分布在全球各地的天文学家们获得了一个消息,LIGO和Virgo探测器探测到了一个持续时间为100秒左右的新引力波信号,其形式与两个中子星的并合相一致。

在得知这一消息之后,全世界各地的望远镜就开始了忙碌的观测。南美、夏威夷、澳洲、南非、西班牙……全球所有顶级天文台都像疯了一样,从东向西,随着黑夜降临在一个个大陆,各个天文台一波波地开工,接力完成了对这个事件的跟进观测。据不完全统计,全球一共有70架以上的各种天文望远镜参加了观测,这些观测覆盖了整个电磁波段:光学、红外、紫外、高能、射电。

在此之前,射电天文学的加入,让光学和射电成为天文学的两驾马车;空间望远镜的加入,让电磁波的全波段天文时代降临;宇宙线和中微子的加入,又让人看到了“多信使天文学”时代的曙光。

如今,人们用引力波和电磁波一起看到了一场宏大宇宙烟火的前后全貌,首次直接探测到了由双中子星并合产生的时空涟漪——引力波及其伴随的电磁信号,标志着人类历史上第一次使用引力波天文台和其他望远镜同时观测到了同一个天体物理事件。

“以前面对宇宙,人类非聋即瞎。”中科院高能物理研究所研究员张双南说,400多年前伽利略发明了天文望远镜,从此远在天边的宇宙天体就变成了近在眼前。2016年2月11日LIGO宣布听到了两个黑洞结合在一起发出的声音,人类终于能够听到宇宙的声音了。而这一次,人类不但听到了天体结合发出的美妙歌声,而且也看到了它们相爱迸发的烟花,耳听为虚,眼见为实,可以说,从此,人类终于“耳聪目明”了。

正如中科院国家天文台苟利军博士所言,这次观测成果在为人类解答了一些疑惑的同时也提出了更多问题,与历史上所有天文发现一样,这是人类好奇心的胜利与新起点。

揭秘引力波:爱因斯坦的猜想是如何被证实的

即时 | 2017-10-22 14:58

爱因斯坦的猜想是如何被证实的

“引力波”,听名字给人一种曼妙舞动的韵律之美,爱因斯坦在广义相对论中曾描述:“引力波以光速迅速扩散,充满整个宇宙。”引力是由于质量所引发的时空扭曲所造成,任何有质量的物体加速运动都会对周围的时空产生影响,时空在伸展和压缩的过程中,会产生振动,这些振动就是引力波。这些波动,可以想象为将一块石子投入水中所掀起的涟漪,因此人们也为引力波赋以一个好听的名字“时空涟漪”。

引力波一直是爱因斯坦提出来的虚无之物,没有人见过,没有人能证明,没有人能检测到。就连爱因斯坦本人也想象不到,能通过怎样的方法探测到引力波,以至于他本人直到逝世前都还在怀疑黑洞的存在。

金秋十月,“引力波”变得如巨星般耀眼,先是10月3日,来自LIGO(激光干涉引力波天文台)团队的科学家们由于其在引力波研究方面的贡献而被授予诺贝尔物理学奖。接着北京时间10月16日晚上10点,一个世界天文学界里程碑式的时间来到,美国国家科学基金会、欧洲南方天文台、中国中科院紫金山天文台等机构同步召开新闻发布会,宣布第一次同时“听到”和“看到”来自双中子星并合的一次引力波事件。

这是人类第五次探测到引力波。然而科学界的兴奋之情甚至不亚于第一次探测到引力波时。因为与之前被探测到的四个引力波信号不同,这次探测到的引力波信号GW170817来自1.3亿光年外两颗并合的中子星,而且科学家第一次同时观测到了引力波及其电磁对应体。

“这次科学家们宣布首次直接探测到了壮丽的双中子星并合产生的时空涟漪——引力波及其伴随的电磁信号。这标志着人类历史上第一次使用引力波天文台和其他望远镜同时观测到了同一个天体物理事件,这次发现同时也打开了等待已久的多信使天文学的新窗口,引力波天文学为理解中子星的性质提供了电磁天文学单独所不能实现的新机会。这次发现是由位于美国的激光干涉引力波天文台(LIGO)和位于欧洲的室女座干涉仪(Virgo)引力波探测器以及其他70个地面及空间望远镜共同完成的。”清华大学LIGO科学合作组织负责人曹军威说。清华大学LIGO科学合作工作组是此次中国唯一参与观测引力波的团队。自2009年成为LIGO科学合作组织正式成员以来,清华大学的这个团队参与了迄今为止的所有引力波的发现。

“这是人类迄今观测到强度最强的引力波信号。”与之前探测到的双黑洞并合引力波信号只有1秒不同,此次中子星并合产生的引力波持续了大约100秒, LIGO科学合作组织成员的科学家向记者展示了双中子星并合的动画过程,两个天体相互旋进,最终并合并产生大量抛射物,外形就像旋转的风车。最大的惊喜来自100秒的后半程,“一定要准备好你的耳朵,听,开始了……”果然一声“啁啾”声传来,这就是双中子星即将发生并合前由于相互绕转频率不断提高而发出的声音,引力波长啥样,听这个声音就知道了。

中子星是恒星演化末期形成的一类致密天体。虽然它的半径只有十几公里,质量却与太阳相当。中子星到底有多硬?其内部物质以何种状态存在?这些一直是科学家感兴趣的问题。根据此次观测到的引力波信号,科学家估算出两颗中子星的质量、半径,并对其密度给出了保守的限制。

在清华大学引力波成果展示现场,大屏幕上出现了一张北京地图,此次并合的中子星大约有多大,科学家说,直径约为20到25公里,如果放在北京地图上,大致可以覆盖北京的三环区域,“也就是说,清华大学所在四环外还不在中子星覆盖范围内。”中子星到底有多重,科学家预测,这两个相互旋进的天体的质量估计为1.5到1.6倍太阳质量,也就是说把1.5到1.6倍的太阳质量压缩到一个非常小的区域中,其密度大得惊人。距离我们有多远,约1.3亿光年,也就是说这是1.3亿光年前的一次碰撞,今天才被我们人类所观测到。

说起此次双中子星并合的探测过程,简直比国际刑警跨洲追捕逃犯还要精彩。

2017年8月17日,分布在全球各地的天文学家们获得了一个消息,LIGO和Virgo探测器探测到了一个持续时间为100秒左右的新引力波信号,其形式与两个中子星的并合相一致。

在得知这一消息之后,全世界各地的望远镜就开始了忙碌的观测。南美、夏威夷、澳洲、南非、西班牙……全球所有顶级天文台都像疯了一样,从东向西,随着黑夜降临在一个个大陆,各个天文台一波波地开工,接力完成了对这个事件的跟进观测。据不完全统计,全球一共有70架以上的各种天文望远镜参加了观测,这些观测覆盖了整个电磁波段:光学、红外、紫外、高能、射电。

在此之前,射电天文学的加入,让光学和射电成为天文学的两驾马车;空间望远镜的加入,让电磁波的全波段天文时代降临;宇宙线和中微子的加入,又让人看到了“多信使天文学”时代的曙光。

如今,人们用引力波和电磁波一起看到了一场宏大宇宙烟火的前后全貌,首次直接探测到了由双中子星并合产生的时空涟漪——引力波及其伴随的电磁信号,标志着人类历史上第一次使用引力波天文台和其他望远镜同时观测到了同一个天体物理事件。

“以前面对宇宙,人类非聋即瞎。”中科院高能物理研究所研究员张双南说,400多年前伽利略发明了天文望远镜,从此远在天边的宇宙天体就变成了近在眼前。2016年2月11日LIGO宣布听到了两个黑洞结合在一起发出的声音,人类终于能够听到宇宙的声音了。而这一次,人类不但听到了天体结合发出的美妙歌声,而且也看到了它们相爱迸发的烟花,耳听为虚,眼见为实,可以说,从此,人类终于“耳聪目明”了。

正如中科院国家天文台苟利军博士所言,这次观测成果在为人类解答了一些疑惑的同时也提出了更多问题,与历史上所有天文发现一样,这是人类好奇心的胜利与新起点。

台媒关注人类"看到"引力波:大陆"慧眼"贡献巨大

即时 | 2017-10-19 07:01

台媒关注人类首次"看到"引力波事件:大陆"慧眼"贡献巨大

核心提示:在引力波事件发生时,全球仅有4台X射线和伽马射线望远镜成功监测到爆发天区,大陆的“慧眼”望远镜就是其中之一。

参考消息网10月19日报道 台媒称,全球多国科学家10月16日同步宣布,人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波,并同时发现这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。大陆天文科学家不但高度参与,大陆第一颗空间硬X射线调制望远镜卫星“慧眼”和位于南极的巡天望远镜,都做出巨大贡献。

据台湾中时电子报10月18日报道,美国东部时间8月17日8时41分(北京时间20时41分),美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)捕捉到这个引力波信号。此后2秒,美国费米太空望远镜观测到同一来源发出的伽马射线暴。这是人类历史上第一次使用引力波天文台和电磁波望远镜同时观测到同一个天体物理事件。科学家在美国华盛顿发布这一重大发现时,大陆、德国、英国和法国等国科学家也各自发布这项讯息。

报道称,当引力波事件发生时,全球仅有4台X射线和伽马射线望远镜成功监测到爆发天区,大陆的“慧眼”望远镜就是其中之一。中科院紫金山天文台副研究员金志平参加的国际团队,通过引力波光学信号的观测和光谱分析确定,中子星合并确实是宇宙中金、银等超铁元素的主要起源地。

报道称,大陆第一颗空间硬X射线调制望远镜卫星“慧眼”,在引力波事件发生时成功监测波源所在的天区,对伽马射线电磁对应体(简称引力波闪)在高能区的辐射性质给出严格的限制,为全面理解引力波事件和引力波闪的物理机制做出重要贡献,相关探测结果发表在报告此次历史性发现的研究论文中。

南极天文研究中心主任、中国科学院紫金山天文台研究员王力帆表示,从北京时间2017年8月18日21时10分起,即距离引力波事件发生24小时后,大陆位于南极的巡天望远镜AST3合作团队,利用南极昆仑站运行的第2台望远镜AST3-2,对引力波事件GW 170817展开有效的观测,持续到8月28日,获得大量重要数据,并探测到此次引力波事件的光学信号。

引力波探测,数据处理技术在“助跑”

即时 | 2017-10-18 13:52

引力波探测,数据处理技术在“助跑”

“在爱因斯坦时代,如果有足够先进的实验手段和计算手段,可能100年前就探测到引力波了。”清华大学LIGO(美国激光干涉引力波天文台)科学合作组织工作组成员都志辉在17日举行的清华大学引力波成果发布会上说。

16日22时,科学家宣布首次直接探测到双中子星并合产生的时空涟漪,这是人类第5次发现引力波信号。这些发现除了检验爱因斯坦关于引力波的预言,也见证了当今日新月异的实验手段和计算手段。

“LIGO为引力波探测提供了先进的实验手段,与此同时多个数据处理团队为其提供计算手段,清华大学LIGO科学合作组织工作组是其中之一。”都志辉在接受科技日报记者采访时说。

都志辉告诉记者,LIGO在探测过程中会收集到海量天文数据,而从数据中搜寻引力波信号并进行分析,正是数据处理技术的用武之地。

比如,此次引力波信号被探测到后,生成“警报”发送给天文界,发起了一场全球规模的联合观测。科学家得以第一次同时探测到引力波及其电磁对应体。“警报”的及时触发,就离不开数据处理技术对引力波信号进行快速确认和验证。

“清华大学LIGO科学合作组织工作组和西澳大利亚大学合作研发的在线致密双星并合信号搜寻程序流水线,就运行在LIGO的数据处理中心。”都志辉介绍,LIGO探测到的天文数据进入流水线后,会与其中包含的上万个引力波模型进行匹配,通过滤波技术搜寻“疑似”信号。

“整个在线分析过程是全自动的,只需要十几秒。”都志辉说,工作组正努力将这一过程缩短到3秒至5秒。除了在线数据处理,该流水线还用于对数据进行更加精细的后续处理。

清华大学LIGO科学合作组织工作组负责人曹军威告诉记者,LIGO运行着多条这样的在线数据处理流水线,可以同时对探测到的天文数据进行分析并互相验证。

曹军威认为,随着LIGO和Virgo(欧洲处女座引力波探测器)灵敏度不断提升,未来探测到引力波信号的频率也会越来越高,这就需要更加高效的数据处理技术助力天文学家进行引力波研究。据悉,清华大学LIGO科学合作组织工作组正在探索将深度神经网络引入引力波数据的处理当中。(科技日报北京10月17日电)

宇宙膨胀速度是多少?引力波告诉你

即时 | 2017-10-30 09:21

哈勃常数是衡量当前宇宙膨胀速度的重要参数。武汉大学物理科学与技术学院引力波天文学研究团队提出,对透镜化的引力波及其电磁对应体的观测,能大幅提高哈勃常数的测量精度。该成果论文发表在10月27日出版的《自然·通讯》上。

1929年,美国天文学家埃德温·哈勃发现星系退行速度与它和地球的距离成正比,哈勃常数即为退行速度与距离的比值。该常数常被用来推算遥远天体距离和宇宙年龄。目前主要通过观测Ia型超新星及宇宙微波背景来测量其数值。但两种方法得到的哈勃常数存在明显矛盾。

科学家认为,双星系统引力波可用来测量哈勃常数,但测量误差较大。利用最新探测到的引力波GW170817及其电磁对应体,科学家进行了这项尝试,误差为15%左右。

武汉大学研究团队提出的新方法,利用了引力波及其电磁对应体被前景星系透镜化的现象,可将哈勃常数的测量误差缩小到0.68%。

引力透镜效应,是指电磁波或引力波在大质量天体附近经过时,会像通过透镜时一样发生偏转,从而在观测者眼中形成多个像。论文作者之一、湖北第二师范学院副教授范锡龙表示,通过测量引力波不同像到达观测者的时间延迟,可精确测得其距离。结合引力波电磁对应体提供的红移信息,可推算出哈勃常数。

“十个被透镜化的引力波和电磁对应体系统可将哈勃常数精度控制在0.68%”,论文第一作者、武汉理工大学副教授廖恺29日接受科技日报记者采访时表示,詹姆斯·韦伯望远镜也将对哈勃常数展开测量,预计误差为2%左右。“这已是在电磁波窗口测量哈勃常数的精度极限。”(记者徐玢)

中子星碰撞“双人舞”震撼宇宙:宇宙研究全新领域

即时 | 2017-10-24 10:42

美媒称,科学家认为中子星撞击有可能创造出了宇宙中的大部分黄金。

据美国《大众科学》网站10月18日报道,两个城市般大小的星球在它们的星系翩翩起舞。随着它们越靠越近,它们密集的质量,每个都相当于一颗星球,使舞伴不停地旋转,擦着它们另一半的外缘跳过。在使人屏息的100秒后,它们的双人舞发出了令宇宙震颤的引力。

最终,舞蹈者相撞了,它们的宇宙体打碎在一起。一道闪耀的伽马射线——比任何其他形式的光有着更大能量,伴随着无线电波、X光和红外光束,瞬间飞出它们的结合体,使它们的结合让整个电磁波频谱都知道了。

随着它们旋转着靠近——而且当它们又一次相撞时——它们将中子和质子甩进太空,并将它们挤压成一个庞大而灼热的云团,云团迅速飘远形成了宇宙中一些最令人垂涎的物质。

或者,用另一种方式形容:“这就像拿起两个甜甜圈然后将它们砰地一声砸在一起,”达恩·卡森说。卡森是理论天体物理学家,是最近宣布观察到两个中子星在可见光中合并(但也被引力波探测器发现了)的4000名科学家之一。

观察到中子星合并是一件令人兴奋的事,因为这是第一次,但这不会是最后一次。虽然研究人员估计在银河系大约每隔1万年才会发生一次中子星合并,但世界各地的引力波天文台和电磁波望远镜作出的尝试可以使人们看得更远,可以看见遥远的其他星系。利用这些技术,天文学家也许有望每年追踪到3至12起类似的天文事件。

观察到一件以上诸如此类的天文事件应该会打开宇宙研究的全新领域。并非所有中子星都是一样的,中子星合并的多样性将使研究人员更清楚地认识到这个星系正在发生什么。卡森说:“我们看到了两个中子星相撞,我们还看到了两个黑洞相撞,但当我们看到中子星与黑洞相撞时会发生什么?这将是下一个问题;天文事件的影响是什么,它们有不同的作用吗?”

报道称,这次发现中子星相撞要归功于科学家数月以来的工作,他们一直在分析世界各地天文台得出的结论。有关这次撞击的论文仍在撰写中,但此次相撞的一个最令人兴奋的方面——迄今为止——是它向人们显示了宇宙中大多数较重的元素来自哪里。


报道称,核弹中的在铀,手机中的稀土元素,房子里的铅涂料,以及人们脖子上或手指上戴着的金子。所有这些元素中的一半左右来自灼热的云团——由合并的质子星甩出的物质组成的云团。

在质子星相撞后的一瞬间,富含质子的粒子浓汤开始混合并挤在一起,形成像铁一样的元素,然后还形成了更重的元素。与此同时,云团仍在继续扩散。卡森说:“它只是一团由以几十分之一的光速甩出的碎片组成的低密度蘑菇云。一天后,这一碎片云团继续扩散到像太阳系大小的星系以外。”

它扩散到它所在的星系之外,将宇宙碎片送进了附近的星球、星云和行星,使它们受到了沉重元素的重压。在最近观察到的中子星合并中,甩掉的物质的负荷相当于地球质量的2300倍。将甩掉的物质拆散成单个元素,在那些难以还原的金属氧化物中,约10%将成为纯金。

但这些元素并没有并入行星,而是像庞大的弹球一样在太空疾飞。它们仍是星云似的,在不断分裂中,而且一直在移动。它们像自宇宙大爆炸以来就一直存在的氢和氦一样加入了粒子和爆炸的大质量星或爆炸的矮星制造的较轻元素。

报道称,迄今仍有人争论在地球表面看到的金属是怎么到达那里的。一些人认为在地核形成后,地球的外壳变硬了,像金属的物体和像岩石的物体的大规模相撞在最后一分钟将金属加入了地球的最上层,将研究人员称之为的一块迟来的饰面加到了地球上。

报道称,来自地球内部的炎热不停地分解出像黄金和白金这样的金属,温泉和火山协助将黄金带到了更接近地表的地方。随着风和水一路上穿越岩石,构造作用力举起了山脉,撕开了峡谷,一些黄金终于来到地表。最终,人类发现可以用这种闪闪发光的东西做许多事情——人们不仅交易黄金,人们还为黄金而战,用黄金表示崇拜,用黄金表达他们不朽的爱情。而所有这一切在很久以前就开始了,当时两个中子星在宇宙的舞池相互撞上了。(编译 龙君)

又见引力波!这一次,中国没有错过

即时 | 2017-10-18 07:40

10月16日,在位于南京市的中科院紫金山天文台举行的新闻发布会现场,中科院紫金山天文台工作人员展示2017年8月18日南极巡天望远镜AST3-2观测窗口期观测引力波光学对应体模拟演示图片。

多国天文学家10月16日宣布,人类第一次直接探测到来自双中子星合并产生的引力波以及伴随的电磁信号。我国包括南极巡天望远镜AST3-2、国内第一颗空间X射线天文卫星慧眼望远镜在内的多台设备参与观测引力波事件,我国科研人员还借助引力波光谱解开了宇宙中金、银等超铁元素的产生之谜。新华社记者李响 摄

我国南极望远镜探测到引力波对应光学信号

即时 | 2017-10-17 11:29

 

科学家探测到新型引力波:“时空涟漪”知多少?

即时 | 2017-10-17 10:30

综合报道,美国激光干涉仪引力波天文台(LIGO)再次放出重磅消息,宣布“探测到中子星并合产生的引力波”。那么,被称为“时空涟漪”的引力波到底是什么?多次发现引力波又有怎样的重要意义?

“时空的涟漪”知多少?

要说发现引力波,首先要知道引力波是什么。早在百年之前,爱因斯坦就在其广义相对论论文中对引力和引力波进行了论证。他提出,引力的本质是时空几何在物质影响下的弯曲;引力的作用以波动的形式传播,即引力波。

引力波的概念听上去艰涩难懂,但用通俗的方法解释,引力波就像一个池塘中投下一枚石子所引起的涟漪,只不过,引力波是时空的涟漪。

不过,100年来,谁也无法证实引力波存在,直到16年2月,美国科学家才宣布他们于2015年9月首次探测到了引力波。这次引力波事件被认为印证了爱因斯坦的假说,因此也被称为“来自爱因斯坦的圣诞礼物”。

而且,此前4次发现的引力波都是可以“听到”的。在一片嘈杂的背景噪音中,一声“噗”的清脆声响,如水滴落水,持续时间短暂得不到1秒,这正是由引力波转化成的宇宙之声。第5次发现的引力波,不仅能“听到”,还能用天文望远镜“看到”。

探测到引力波的意义

科学家称,以前天文学只能借由电磁波进行观测,但很多物质靠电磁波观测是看不到的。现在测到引力波之后,可以借由引力波观测天体,比如黑洞、暗物质等,研究宇宙早期的结构和演化。

引力波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。

LIGO项目组曾在第二次探测到引力波后称,一次探测可能只是个例,而此番再次探测到引力波则证明引力波信号的探测并非罕见事件,有理由预期未来还将有更多探测案例的出现,从而真正开启一个全新的“引力波天文学时代”。

在第四次探测到引力波后,有科学家表示,相隔万里的探测器首次共同探测到引力波,对旨在破解宇宙奥秘的国际科学探索来说,是一个“令人激动的里程碑”。

此次首次发现新型引力波同样具有重大意义。黑洞合并产生的引力波信号通常持续不到一秒,而中子星合并产生的信号能持续一分钟。另外,中子星比黑洞质量小,产生的引力波能量更小,信号衰变时间更长。因此探测中子星合并产生的引力波信号,不仅能更精准地验证爱因斯坦相对论对引力波的预测,还能为研究中子星起源提供更多线索。

而且,科学家们首次在可见光下直接观测到引力波,引力波探测将迎来全新时代。即继通过“听”时空涟漪的振动信号后,传统望远镜还能通过“看”来捕捉引力波信号。

科学家宣布人类首次“看到”引力波事件

即时 | 2017-10-17 08:18

10月16日,美国国家科学基金会主席弗朗斯·科尔多瓦在华盛顿举行的新闻发布会上讲话。

全球多国科学家16日同步举行新闻发布会,宣布人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波,并同时“看到”这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。

美国东部时间8月17日8时41分(北京时间20时41分),美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)捕捉到这个引力波信号。此后2秒,美国费米太空望远镜观测到同一来源发出的伽马射线暴。这是人类历史上第一次使用引力波天文台和电磁波望远镜同时观测到同一个天体物理事件,标志着以多种观测方式为特点的“多信使”天文学进入一个新时代。

新华社记者 殷博古 摄


10月16日,美国国家科学基金会主席弗朗斯·科尔多瓦(右一)在华盛顿举行的新闻发布会上讲话。

全球多国科学家16日同步举行新闻发布会,宣布人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波,并同时“看到”这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。

美国东部时间8月17日8时41分(北京时间20时41分),美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)捕捉到这个引力波信号。此后2秒,美国费米太空望远镜观测到同一来源发出的伽马射线暴。这是人类历史上第一次使用引力波天文台和电磁波望远镜同时观测到同一个天体物理事件,标志着以多种观测方式为特点的“多信使”天文学进入一个新时代。

新华社记者 殷博古 摄


  10月16日,科学家在美国华盛顿出席关于引力波事件的新闻发布会。

全球多国科学家16日同步举行新闻发布会,宣布人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波,并同时“看到”这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。

美国东部时间8月17日8时41分(北京时间20时41分),美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)捕捉到这个引力波信号。此后2秒,美国费米太空望远镜观测到同一来源发出的伽马射线暴。这是人类历史上第一次使用引力波天文台和电磁波望远镜同时观测到同一个天体物理事件,标志着以多种观测方式为特点的“多信使”天文学进入一个新时代。

新华社记者 殷博古 摄


10月16日,欧洲“处女座”(Virgo)引力波探测器项目发言人约·范登布兰德在美国华盛顿举行的新闻发布会上讲话。

全球多国科学家16日同步举行新闻发布会,宣布人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波,并同时“看到”这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。

美国东部时间8月17日8时41分(北京时间20时41分),美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)捕捉到这个引力波信号。此后2秒,美国费米太空望远镜观测到同一来源发出的伽马射线暴。这是人类历史上第一次使用引力波天文台和电磁波望远镜同时观测到同一个天体物理事件,标志着以多种观测方式为特点的“多信使”天文学进入一个新时代。

新华社记者 殷博古 摄


10月16日,美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)项目执行主任戴维·雷泽(左一)在华盛顿举行的新闻发布会上讲话。

全球多国科学家16日同步举行新闻发布会,宣布人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波,并同时“看到”这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。

美国东部时间8月17日8时41分(北京时间20时41分),美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)捕捉到这个引力波信号。此后2秒,美国费米太空望远镜观测到同一来源发出的伽马射线暴。这是人类历史上第一次使用引力波天文台和电磁波望远镜同时观测到同一个天体物理事件,标志着以多种观测方式为特点的“多信使”天文学进入一个新时代。

新华社记者 殷博古 摄


10月16日,美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)项目发言人、美国麻省理工学院的戴维·休梅克在华盛顿举行的新闻发布会上讲话。

全球多国科学家16日同步举行新闻发布会,宣布人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波,并同时“看到”这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。

美国东部时间8月17日8时41分(北京时间20时41分),美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)捕捉到这个引力波信号。此后2秒,美国费米太空望远镜观测到同一来源发出的伽马射线暴。这是人类历史上第一次使用引力波天文台和电磁波望远镜同时观测到同一个天体物理事件,标志着以多种观测方式为特点的“多信使”天文学进入一个新时代。

新华社记者 殷博古 摄


人类首次“看到”引力波事件

10月16日,全球多国科学家同步举行新闻发布会,宣布人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波,并同时“看到”这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。这张由加州理工学院和牛津大学提供的图片显示的是双中子星GW170817合并的射电波观测图象。新华社发


10月16日,全球多国科学家同步举行新闻发布会,宣布人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波,并同时“看到”这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。这张由美国国家科学基金会、美国“激光干涉引力波天文台”、索诺玛州立大学和A. Simonnet提供的效果图显示的是两个合并中的中子星。新华社发


10月16日,全球多国科学家同步举行新闻发布会,宣布人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波,并同时“看到”这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。这张由加州理工学院提供的图片显示,元素周期表中亮黄色部分为中子星合并过程中产生的元素。新华社发


10月16日,全球多国科学家同步举行新闻发布会,宣布人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波,并同时“看到”这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。这张由加州理工学院、美国国家航空航天局和GROWTH望远镜网络提供的图片显示,紫外、红外和射电波望远镜观测到位于NGC4993星系的两个中子星合并过程中发出的电磁波信号。新华社发


10月16日,全球多国科学家同步举行新闻发布会,宣布人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波,并同时“看到”这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。这张由加州理工学院、美国国家航空航天局和GROWTH望远镜网络提供的图片显示,中子星合并过程中的光谱信号变化证实,宇宙金、铂等超铁元素的主要起源。新华社发

我国南极望远镜探测到引力波对应光学信号

即时 | 2017-10-17 07:21

10月16日,在位于南京市的中科院紫金山天文台举行的新闻发布会现场,中科院南极天文中心主任王力帆介绍相关研究情况。

中科院南极天文中心16日22时通报,南极巡天望远镜AST3-2于今年8月追踪到一次重要引力波事件GW170817的光学对应信号。此次引力波事件,让人类首次观测到双中子星合并产生的引力波及伴随其产生的电磁现象。我国南极望远镜成功追踪并独立观测到该引力波光学信号,意味着中国天文设备正加入国际关键天文事件的直接观测。

新华社记者 李响 摄


10月16日,在位于南京市的中科院紫金山天文台举行的新闻发布会现场,中科院紫金山天文台研究员吴雪峰介绍相关研究情况。

中科院南极天文中心16日22时通报,南极巡天望远镜AST3-2于今年8月追踪到一次重要引力波事件GW170817的光学对应信号。此次引力波事件,让人类首次观测到双中子星合并产生的引力波及伴随其产生的电磁现象。我国南极望远镜成功追踪并独立观测到该引力波光学信号,意味着中国天文设备正加入国际关键天文事件的直接观测。

新华社记者 李响 摄


这是10月16日在南京市拍摄的中科院紫金山天文台举行的新闻发布会现场。

中科院南极天文中心16日22时通报,南极巡天望远镜AST3-2于今年8月追踪到一次重要引力波事件GW170817的光学对应信号。此次引力波事件,让人类首次观测到双中子星合并产生的引力波及伴随其产生的电磁现象。我国南极望远镜成功追踪并独立观测到该引力波光学信号,意味着中国天文设备正加入国际关键天文事件的直接观测。

新华社记者 李响 摄


10月16日,在位于南京市的中科院紫金山天文台举行的新闻发布会现场,中科院紫金山天文台研究员吴雪峰介绍相关研究情况。

中科院南极天文中心16日22时通报,南极巡天望远镜AST3-2于今年8月追踪到一次重要引力波事件GW170817的光学对应信号。此次引力波事件,让人类首次观测到双中子星合并产生的引力波及伴随其产生的电磁现象。我国南极望远镜成功追踪并独立观测到该引力波光学信号,意味着中国天文设备正加入国际关键天文事件的直接观测。

新华社记者 李响 摄


图为2016年12月30日拍摄的南极巡天望远镜AST3-2。

中科院南极天文中心16日22时通报,南极巡天望远镜AST3-2于今年8月追踪到一次重要引力波事件GW170817的光学对应信号。此次引力波事件,让人类首次观测到双中子星合并产生的引力波及伴随其产生的电磁现象。我国南极望远镜成功追踪并独立观测到该引力波光学信号,意味着中国天文设备正加入国际关键天文事件的直接观测。

新华社发(中科院南极天文中心提供)

人类首次直接探测到双中子星合并引力波

即时 | 2017-10-17 07:13

中新网南京10月17日电(朱晓颖 杨颜慈) 16日晚间,中国科学院紫金山天文台宣布:南极巡天望远镜AST3-2于今年8月成果追踪到一次重要引力波事件GW170817的光学对应信号。此次事件,让人类首次观测到双中子星合并产生的引力波及伴随其产生的电磁现象。这一最新观测成果,让“星际穿越”的大胆想象或许成为可能。

南京大学天文与空间科学学院院长周济林告诉记者,此次研究证实,黑洞和黑洞合并仍是黑的,但双中子星合并可以发光,还能被看见。“可以大胆设想,时空穿梭、星际穿越是有可能的。”

2017年8月17日,引力波天文台(LIGO)和室女座引力波天文台(Virgo)共同探测到的引力波事件GW170817,这是人类首次直接探测到由两颗中子星并合产生的引力波事件。

全球有几十台天文设备对GW170817开展了后随观测,确定这次的引力波事件发生在距离地球1.3亿光年之外的编号为NGC4993的星系中。

自北京时间2017年8月18日21:10起(即距离引力波事件发生24小时后),中国南极巡天望远镜AST3合作团队利用正在中国南极昆仑站运行的第2台望远镜AST3-2对GW170817开展了有效的观测,此次观测持续到8月28日,期间获得了大量的重要数据,并探测到此次引力波事件的光学信号。

据了解,本次中国南极望远镜成功追踪并独立观测到该引力波光学信号,意味着中国天文设备正加入国际关键天文事件的直接观测。

中国科学院紫金山天文台研究员吴雪峰介绍了本次发现的具体情况。

“过去探索到的三次引力波事件,都是双黑洞并合。但黑洞并合真的是‘黑’的,它不会发射出电磁波;而这次发现,是在电磁波波段释放出巨大能量的双中子星并合。”吴雪峰称。

吴雪峰称,黑洞的引力场极为强大,因此双黑洞合并虽能产生引力波,却不太可能产生抛射物和电磁现象,人类对这一过程的认知还很有限。但两颗中子星合并会抛射出原子质量很大的元素,并伴随一系列电磁现象。捕捉这些现象,对理解天体过程的发生以及金、银等超铁元素的产生,都具有至关重要的作用。

据其介绍,中国南极巡天望远镜观测期间,获得了大量的重要数据,并探测到此次引力波事件的光学信号。这些数据和全球其他天文台的观测结果一起揭示了此次双中子星并合抛射出1%量级太阳质量(超过3000个地球质量)的物质,这些物质以0.3倍的光速被抛到星际空间,抛射过程中部分物质发生核合成,形成比铁还重的元素。

中国“慧眼”望远镜成功监测引力波源所在天区

即时 | 2017-10-17 07:12

中新社北京10月16日电 美国激光干涉引力波天文台(LIGO)等机构16日联合宣布首次发现双中子星并合引力波事件。据中国科学院高能物理研究所发布,中国首颗空间硬X射线调制望远镜卫星“慧眼”参与监测并作出贡献。

引力波源于爱因斯坦建立广义相对论以后的预言,即极端天体物理过程中引力场急剧变化,产生时空扰动并向外传播。从LIGO在2015年9月14日首先发现双黑洞并合产生的引力波事件以来,人们已探测到4例引力波事件。

本次发现的引力波事件不同于以往的双黑洞并合,而是由两颗中子星并合产生。这是人类首次同时探测到引力波及其电磁对应体,印证了“双中子星并合不仅能产生引力波,还能产生电磁波”的理论预言,因此有评论称“正式开启了引力波天文学时代”。

由于该引力波事件意义重大,天文学界使用了大量的地面望远镜和空间望远镜进行观测。但在引力波事件发生时,仅有4台X射线和伽马射线望远镜成功监测到爆发天区,其中就有“慧眼”。

“慧眼”由中国国家国防科技工业局与中国科学院联合资助建造,于2017年6月15日发射升空,目前仍处于试运行阶段。“慧眼”不仅在引力波事件发生时成功监测了引力波源所在天区,还对其伽马射线电磁对应体(简称“引力波闪”)在百万电子伏特(MeV)高能区的辐射性质给出严格限制。

中国科学院高能物理研究所的专家解释,比较4台监测到爆发天区的望远镜,“慧眼”在0.2—5MeV能区的探测接收面积最大、时间分辨率最高。由于此次引力波闪极为暗弱,导致没有望远镜在MeV能区探测到引力波闪,“慧眼”对引力波闪在MeV高能区的辐射性质给出上限更显可贵。因此,“慧眼”以合作组形式加入报告本次历史性发现的论文。

需指出的是,“慧眼”原本的设计目标是探测黑洞、中子星等银河系内的X射线天体,项目组通过创新使用望远镜辅助探测器,获得探测伽马暴及引力波闪的额外能力,使其成为国际上正在运行的最重要的伽马射线暴监测设备之一。

记者还从中国科学院高能物理研究所获悉,在“慧眼”的技术基础上,他们提出专门探测引力波闪的引力波高能电磁对应体全天检测器项目(GECAM),将其命名为“闪电”。研究人员目前已完成“闪电”项目攻关及方案设计的大部分工作,正在争取立项,推动中国在相关领域的研究达到国际领先水平。

专家解析引力波新发现:从预测到“看见”历经百年

即时 | 2017-10-17 07:08

中新网客户端北京10月17日电(汤琪) 据外媒报道,北京时间16日晚,美国激光干涉仪引力波天文台(LIGO)宣布,今年8月探测到由双中子星合并产生的新型引力波。这是人类首次探测到双中子星合并产生的引力波。天文专家对记者分析,这次发现开启了多波段、多媒介观测引力波的时代。

世界天文机构集体“卖关子”

——科学家发现新型引力波

连日来,全球数十家著名天文机构纷纷发布了同一条消息:北京时间10月16日晚上10点,将发布重大消息。有媒体统计,这些机构包括中国南京紫金山天文台、美国国家航空航天局、欧洲南方天文台等。

这一令多个国家的天文机构集体“卖关子”的大事究竟是什么呢?这一谜底最终如期而至。

北京时间16日晚,LIGO在官网宣布,今年8月,LIGO和欧洲“处女座”(Virgo)引力波探测器及其他合作伙伴探测到由双中子星合并产生的新型引力波。

据公开资料显示,早在百年以前,科学家爱因斯坦就在其广义相对论论文中对引力和引力波进行了论证,他提出,引力的本质是时空几何在物质影响下的弯曲;引力的作用以波动的形式传播,即引力波。

这个概念听上去有些艰涩,但用通俗的方法解释,引力波就像一个池塘中投下一枚石子所引起的涟漪,只不过,引力波是“时空的涟漪”。

根据爱因斯坦预言,强引力场事件可产生引力波,比如黑洞合并、脉冲星自转以及超新星爆发等。此次最新的发现,是人类首次探测到双中子星合并产生的引力波。

百年前预测渐获证实

——近年来人类数次探测到引力波

不过,有关引力波的探索,人类从预测到发现经历了百年时间。直到2016年2月,美国科学家才宣布他们首次探测到了引力波,该引力波发生在2015年9月。这次事件被认为印证了爱因斯坦的假说。

此后,科学家又陆续宣布,2015年12月和2017年1月先后探测到了引力波,进一步印证了爱因斯坦广义相对论的正确性;2017年8月, LIGO的两台干涉仪和Virgo的一台干涉仪,从三个地点几乎同时捕获到了引力波。

2017年10月,瑞典皇家科学院将本年度的诺贝尔物理学奖授予雷纳·韦斯(Rainer Weiss),巴里·巴瑞斯(Barry C. Barish)和吉普·索恩(Kip S. Thorne)三位科学家,以表彰他们在引力波研究方面的贡献。

新引力波探索的中国贡献

——“慧眼”望远镜成功监测到爆发天区

此次关于引力波的最新探索也有来自中国的贡献。据媒体报道,中国第一颗空间X射线天文卫星——慧眼HXMT望远镜(以下简称“慧眼”望远镜)对此次引力波事件发生进行了成功监测。

中国科学院高能物理研究所研究员熊少林在接受媒体采访时透露,“慧眼”望远镜在引力波事件发生时成功监测了引力波源所在的天区,对其伽马射线电磁对应体(简称引力波闪)在高能区(MeV,百万电子伏特)的辐射性质给出了严格的限制,相关探测结果发表在报告此次历史性发现的研究论文中。

据了解,此次引力波事件具有极为重要的意义,天文学家使用了大量的地面和空间望远镜进行观测,形成了一场天文学历史上极为罕见的全球规模的联合观测。

然而,引力波事件发生时仅有4台X射线和伽马射线望远镜成功监测到爆发天区,中国的“慧眼”望远镜便是其中之一。

此外,中国科学院紫金山天文台16日晚也宣布,自北京时间2017年8月18日21:10起(即距离引力波事件发生24小时后),中国南极巡天望远镜AST3合作团队利用正在中国南极昆仑站运行的第2台望远镜AST3-2对GW170817开展了有效的观测,此次观测持续到8月28日,期间获得了大量的重要数据,并探测到此次引力波事件的光学信号。

新引力波能被望远镜“看”到

——专家:开启引力波多波段、多媒介观测时代

据媒体报道,过去探索到的数次引力波事件,都是双黑洞并合,但黑洞并合真的是“黑”的,它不会发射出电磁波;而这次双中子星并合产生的引力波,是会发光的,至少是能被电磁波望远镜“看”到的。

北京师范大学天文系讲师高爽在接受中新网记者采访时分析称,“黑洞产生的引力波很强,但持续时间短,中子星产生的则偏弱,但持续时间长,这意味着现在已经可以探测到比较弱的信号,探测仪器的能力更灵敏,噪声控制得更好。”

他还表示,双中子星合并是金银等重金属的形成机制,探测这样的过程能够帮助人类理解化学元素的起源。

而另一个重要的进步来自对引力波精准的定位。高爽解释说,过去的引力波只能很粗糙地知道大概的方向,现在可以精确定位,从而探测到引力波的来源天体,使得望远镜可以进一步观测,开启了多波段、多媒介观测引力波的时代。

谈及未来,高爽相信,肯定会发生越来越多的引力波事件,将会有更多的数据用来分析引力波的细节,帮助人类理解黑洞、恒星、宇宙早期的行为和演化。

“国际多个望远镜共同观测也将成为一种新的合作机制,中国也有越来越多的新设备加入其中,贡献力不容小觑。”高爽说。

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