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航天/武器

天文學家或發(fā)現(xiàn)新型引力波 由中子星相撞引發(fā)

來源:cnBeta2017-08-25 我要評論(0 )   

引力波是時空產生的漣漪,愛因斯坦于一個世紀前就預言過它們的存在。如今,科學家也許探測到了一種新型引力波。科學家于去年首次探測到引力波,這被譽為”本世紀最重大...

引力波是時空產生的漣漪,愛因斯坦于一個世紀前就預言過它們的存在。如今,科學家也許探測到了一種新型引力波。科學家于去年首次探測到引力波,這被譽為”本世紀最重大的科學突破“。如今,有人猜測科學家可能又發(fā)現(xiàn)了一種此前未觀察到過的引力波,由兩顆中子星相撞產生。

若果真如此,這將標志著物理學家首次得以在可見光下直接觀測引力波。這項發(fā)現(xiàn)的重要性毋庸置疑,因為它為我們提供了一種研究宇宙、解開暗能量等未解之謎的新途徑。

該天文臺是全球最大的引力波觀測天文臺,此前已記錄了三次由劇烈爆炸形成的引力波。這幾次引力波均由黑洞相撞產生。

圖中綠色格線代表太陽和地球造成的時空彎曲。愛因斯坦曾在1916年提出的廣義相對論中描述過這一效應。

對這項重大發(fā)現(xiàn)的傳聞起自德州大學奧斯汀分校天文學家J·克雷格·維勒(J Craig Wheeler)發(fā)表的一條推特:“LIGO又有新發(fā)現(xiàn),和光線有關。足以驚掉你的下巴!”這使得人們紛紛猜測,激光干涉引力波天文臺(簡稱LIGO)的研究人員也許發(fā)現(xiàn)了宇宙中最暴烈事件的存在跡象。

該天文臺是全球最大的引力波觀測天文臺,此前已記錄了三次由劇烈爆炸形成的引力波。這幾次引力波均由黑洞相撞產生。從那時起,美國的LIGO物理實驗團隊就一直與歐洲處女座干涉儀天文臺(Virgo)保持合作,提高探測敏感度。

此前在一次媒體見面會上,LIGO天文臺的研究人員曾談起過欲用該儀器探測中子星的雄心壯志。而人們認為維勒博士的推特指的就是中子星發(fā)出的引力波,因此相信研究人員的努力已經有了回報。這是因為黑洞產生的引力波無法在可見波段進行觀測,而中子星相撞時則會釋放出可見光,LIGO天文臺和Virgo天文臺均利用激光測定引力波經過時引發(fā)的微小擾動。

據(jù)報道,光學天文臺的科學家們正將望遠鏡對準宇宙中最近一次信號的源頭:位于長蛇座中一處名為NGC 4993的星系,距我們約1.3億光年。該星系中有兩顆成對的中子星,或許與此次發(fā)現(xiàn)的引力波有關。

此前探測到的三次引力波均由能量驚人的黑洞合并產生。黑洞相撞時產生的能量比宇宙中所有恒星和星系在任何時刻輻射出的光能總和還要多。其中時間最近的一次發(fā)現(xiàn)于今年六月,離我們似乎最為遙遠,相撞的黑洞距地球足有30億光年之遙。

科學家稱,引力波為我們打開了一扇觀測宇宙、了解黑洞和中子星等神秘天體的新大門。若能理解這些天文現(xiàn)象,將有助于我們弄清宇宙的起源,“此次發(fā)現(xiàn)使我們以全新的方式深入時空,這在發(fā)現(xiàn)引力波之前是無法做到的。”美國國家科學基金會主管弗朗斯·科爾多瓦(France Córdova)指出,“這一次,我們將目光投向了30億光年之外,LIGO天文臺將繼續(xù)做出偉大的發(fā)現(xiàn),從實驗逐漸過渡到真正的引力波天文臺,更重要的是,每次探測結果不僅僅讓我們目睹了奇景。通過收集數(shù)據(jù),我們逐步了解了這些天體的起源和特性,從而更好地理解宇宙。”

“我們知道,這僅僅是開始而已。這扇‘宇宙之窗’將不斷擴大。成百上千的研究人員從世界各處匯集于此,為LIGO天文臺做出自己的貢獻,進一步了解黑洞合并、中子星和其它天文現(xiàn)象。對此,我們拭目以待。”

當一對黑洞圍繞彼此旋轉時,它們還會按照自身的軸線旋轉,就像兩名花樣滑冰選手。有時,當一對黑洞在軌道上移動時,會朝著同一軌道方向旋轉,名為“校準旋轉”;有時,它們則會朝相反方向旋轉。此外,黑洞還會傾斜、偏離原有的軌道平面,LIGO天文臺的最新數(shù)據(jù)顯示,至少有一個黑洞與整體的軌道運動情況不一致。要確定雙黑洞系統(tǒng)的旋轉方式,LIGO還需進行進一步觀察。但從這些早期數(shù)據(jù)中,可總結出雙黑洞系統(tǒng)可能的形成方式。

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引力波宇宙之謎
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