引力波探测成果公布在即,关于引力波你知多少?

三体迷【宇宙探秘专栏】据称,美国科学家将于今天公布引力波探测的成果。作为爱因斯坦广义相对论预言中的最后一块“拼图”,引力波如果真的被探测到,这将是物理学界乃至人类历史上里程碑式的事件!

北京时间11日23时30分(美国东部时间11日10时30分),也就是几个小时后,加州理工学院、麻省理工学院以及激光干涉引力波天文台(LIGO)的研究人员将在华盛顿举行发布会,公布LIGO对引力波探测的成果。无论结果如何,这注定是一件引人注目的事情。那么在可能成为奇迹见证者之前,你对引力波知多少呢?下面是关于引力波的简单科普:

引力波是什么?

引力波长期以来一直被预测,却从未被发现,它是宇宙中时空的涟漪。在爱因斯坦的广义相对论中,宇宙是时间和空间交织而成的,引力将会导致时空的弯曲。在这张奇特的时空网中发生剧烈的运动将使时空荡起涟漪,如两个黑洞的碰撞。这就好比在水面上有两个球相撞,会荡起一圈圈的水波。

谁发现了引力波?

如果传言属实,那么激光干涉引力波天文台(LIGO)将成为首次发现引力波的机构。LIGO有两个观测点,分别位于路易斯安那和华盛顿。2002年到2010年,LIGO所有的努力都付诸东流,专家们认为原因在于引力波信号太过微弱,而该设备的精度还有待提高。于是专家们将LIGO关闭5年,并对其进行升级改造。2015年底,LIGO再次投入使用,而很快就有消息称其已发现了引力波。更加令人振奋的是,几个小时后,LIGO将通过新闻发布会宣布他们的引力波探测成果。据称,科学家们最新的分析表明他们发现了三个这样的信号。

发现引力波又能怎么样?

爱因斯坦的广义相对论彻底颠覆了我们对宇宙和引力的认识,也是现代物理的重要支柱之一。但我们知道广义相对论并不能完整地描述我们的宇宙,因为它与现代物理的另一支柱——量子力学无法统一。引力波是爱因斯坦广义相对论所有预言中的最后一块拼图,或许这能为广义相对论的扩展起到一定的作用。

另外,首次发现引力波将意味着新的天文学的开端——引力波天文学。我们目前使用各种电磁波,如可见光、红外线和X射线来研究宇宙,而引力波将成为人类洞察宇宙的新眼睛。人类开天眼后,将能更好地探查和理解宇宙中一些奇异的现象,诸如黑洞和中子星。

之前有谁对发现引力波做了尝试?

1974年,天文学家Russell Hulse和Joseph Taylor发现了脉冲双星,一对死星发射无线电波脉冲。他们意识到这两个脉冲星消散能量和彼此慢慢旋转跌落的方式与爱因斯坦的广义相对论方程完全一致,而消散的能量被认为以引力波的形式发出。这一发现也获得了1993年的诺贝尔物理学奖。

总之,发现引力波将是一件改变历史的事情,或许今晚就让我们给见证了,今晚就让我们拭目以待吧!但愿不会让人失望!