经过100年的探索,国际物理学家团队证实了爱因斯坦的存在,标志着上个世纪最大的天体物理学发现之一。 这是一件大事,因为它不仅提高了我们对宇宙如何运作的理解,而且还开辟了一种全新的研究方式。
这去年9月14日,物理学家在LIGO探测到了这一信号,今天上午的新闻发布会上宣布了这一历史性消息。 专家们已经表示这一发现是有望获得诺贝尔奖
引力波如此令人兴奋,因为它们是爱因斯坦最后的重大预测这必须得到证实,发现它们将帮助我们了解宇宙是如何由质量塑造的。
“引力波类似于以光速穿过太空的声波,”引力研究员大卫·布莱尔说,来自西澳大利亚大学。 “到目前为止,人类对宇宙充耳不闻。突然之间,我们知道如何倾听。宇宙已经说话,我们也明白了。”
这对我们意味着什么? 想想由于 X 射线和无线电波的发现而取得的所有突破 - 现在我们可以探测到引力波,我们将有一种全新的方式来观察和研究宇宙。
但让我们退一步来解释一下引力波到底是什么。 根据爱因斯坦的理论,时空结构可以被宇宙中任何巨大的物体弯曲。 当灾难性事件发生时,例如合并或恒星爆炸时,这些曲线可能会以引力波的形式在其他地方产生涟漪,就像有人在池塘里扔了一块石头一样。
当这些涟漪到达地球上的我们时,它们已经微小的(大约原子直径的十亿分之一),这就是为什么科学家多年来一直努力寻找它们。
但多亏了 LIGO(激光干涉仪引力波天文台),我们终于能够探测到它们。 LIGO 实验室的工作原理是在两条 4 公里长的管道中来回反射激光,使物理学家能够测量时空中极其微小的变化。
2015 年 9 月 14 日,他们在路易斯安那州的利文斯顿实验室发现了一个相对较大的变化,你可以称之为系统中的一个小现象。 然后,7 毫秒后,他们在 4,000 公里外的华盛顿州汉福德实验室检测到了同样的光点,表明它是由穿过地球的引力波引起的。
从那以后的几个月里,研究人员一直在严格研究这个信号,看看它是否可能是由其他原因引起的。 但压倒性的结论是,这一现象是由引力波引起的——这一发现的统计显着性为 5.1 西格玛,这意味着结果只是侥幸的可能性只有六百万分之一。
事实上,该信号几乎完全符合科学家根据爱因斯坦理论预测的引力波的样子。您可以看到下面的信号,其中覆盖了预测:
激光雷达
那么这个引力波是从哪里来的呢? 物理学家能够将该信号追溯到大约 13 亿年前两个黑洞的合并。
这个事件 - 这本身就是一件大事,因为没有人发现过二进制文件之前的合并规模如此之大,以至于它显着扭曲了时空结构,产生了遍布整个宇宙的涟漪……最终在去年到达了我们身边。
“这种引力波的发现表明,合并的黑洞比许多研究人员之前认为的更重、数量更多,”LIGO 研究员埃里克·瑟兰 (Eric Thrane) 说道,来自澳大利亚莫纳什大学。 ”这对于探测大量遥远的黑洞来说是个好兆头……看看还有哪些其他引力波源等待被发现,这将是一件很有趣的事情。”
但这只是引力波可以教我们的开始——其他几个引力波天文台和探测器计划在未来五年内上线,它们将使我们能够更灵敏地探测引力辐射。
就像我们现在可以通过收听无线电波来了解宇宙历史上发生的事情一样,我们现在也有能力对引力波做同样的事情。 最令人兴奋的是,我们现在甚至无法开始预测这可能会导致什么。
您可以在下面看到新闻发布会期间的实时更新:
美国东部时间上午 10 点:好了,倒计时正式开始! 距离新闻发布会开始还有半个小时,还有 15 分钟我们才能进入发布会。 现在是悉尼凌晨 2 点,因此对于直播期间出现的任何打字错误提前表示歉意 - 永远不要让错误的时区妨碍物理!
美国东部时间上午 10.04 点:当我们等待的时候,了解更多关于谣言的内容将于今天公布——这是引力波存在的第一个明确、明确的证据(爱因斯坦在 100 年前就预言过)。 您还可以观看这次采访与物理学家劳伦斯·克劳斯(Lawrence Krauss)合作,他首先引发了谣言。
美国东部时间上午 10.14 点:我们开始吧,伙计们。 我们所知道的物理学可能会永远改变……
美国东部时间上午 10.23 点:让我们从等待的游戏中转移注意力吧观看这个音乐摘要最后一次寻找引力波失败的故事,以《生命的循环》为曲调。 希望这次能带来更好的消息!
美国东部时间上午 10.31 分:美国国家科学基金会主任 France Córdova 对我们的宣布表示欢迎。
美国东部时间上午 10.35 分:“女士们先生们,我们探测到了引力波。我们做到了!” 哎呀!!!!!!! 这就是伙计们!!! 我其实是在哭。
美国东部时间上午 10.36 分:这个信号是在去年9月14日看到的,它是大约13亿年前两个黑洞碰撞合并的结果。
美国东部时间上午 10.36 分:更多细节即将到来,但现在让我们明确一点——引力波已经被探测到,它将打开一扇我们以前从未见过的宇宙之窗。 它还将改变我们对宇宙如何运作的理解。 它最终证明爱因斯坦是对的!
美国东部时间上午 10.37 分:我们正在观看两个黑洞相互旋转并最终合并并引发引力波的视频。 这是有史以来第一次看到双黑洞合并。
美国东部时间上午 10.38 点:黑洞的质量约为太阳的30倍,在相互碰撞时加速到光速的一半,只是为了让你感受到碰撞有多大!
美国东部时间上午 10.39 分:好吧,现在我们看到了对源自黑洞合并的引力波的模拟,然后向地球传播,它们非常非常逐渐地使地球像果冻一样摆动。
美国东部时间上午 10.40:不要惊慌,地球实际上并没有以任何明显的方式摆动。 我们正在谈论只有 LIGO 才能捕捉到的微小变化。 LIGO 执行董事 David Reitze 表示:“我们正在尝试测量质子直径千分之一的物体。”
美国东部时间上午 10.41 分:Reitze 将其比作测量太阳与其最近恒星之间的距离——LIGO 能够测量到人类头发丝宽度的水平。 感人的!
美国东部时间上午 10.42 分:“这是一个科学登月计划……我们做到了,我们登陆了。“ 是的!
美国东部时间上午 10.43:好的,现在我们从 LIGO 发言人 Gabriela González 那里获得了有关这一发现本身的更多信息。 我们还将很快为大家提供更多关于这一切意味着什么的信息。
美国东部时间上午 10.44 分:LIGO 团队能够同时使用两个实验室来测量微小的引力波——一个位于路易斯安那州利文斯顿,另一个位于华盛顿州汉福德。 冈萨雷斯解释说,这些波是如此之小,以至于如果你只在一个实验室中看到微小的扭曲,你将无法相信它们是真实的。
美国东部时间上午 10.45 分:所以这是确凿的证据。 这些信号首先由利文斯顿实验室拾取,7 毫秒后由汉福德于 2015 年 9 月拾取。
他们发现的变化只是质子直径的一小部分,但令人惊奇的是它们几乎与科学家对引力波的预测完全一致(如下所示)。
美国东部时间上午 10.46 分:这里的测量单位是应变——这意味着时空中的应变,这本身就令人难以置信。
美国东部时间上午 10.47 分:正如冈萨雷斯解释的那样,我们发现的引力波起源于超过 10 亿光年之外,“当时地球上的多细胞生命刚刚开始扩散”。
美国东部时间上午 10.50:好的,哇。 现在他们正在向我们播放引力波产生的实际声音! 这难以置信。 我们正在聆听引力波。 这是什么生活?!
美国东部时间上午 10.50:随着明年新天文台的上线,我们将能够更好地绘制和跟踪引力波的来源。
美国东部时间上午 10.51 分:“这只是一个开始,我们发现了黑洞合并产生的引力波。这是一条很长的路,但这只是一个开始。这是许多未来中的第一个......现在我们知道双黑洞是在那里,我们将开始倾听宇宙的声音。”
美国东部时间上午 10.56 分:物理学家 Rainer Weiss 向我们提供了有关 LIGO 实验室的发现和灵敏度的更多详细信息。 LIGO 能够以如此令人难以置信的精度捕捉到如此微小的变化,这绝对令人兴奋。
美国东部时间上午 10.57 分:那么 LIGO 是如何工作的呢? 基本上,物理学家将激光发射到两个 L 形管道中,然后这些光被一组镜子来回反射。 时空中的任何微小涟漪都会导致激光的时间发生轻微变化,LIGO 探测器能够检测到这一点。
美国东部时间上午 10.59 分:噢韦斯挖苦理论物理学家。 烧伤!
美国东部时间上午 11 点:天哪,很高兴看到所有参与其中的科学家拥抱和欢呼。 这是如此重要的一天,它涉及到如此多的研究人员的辛勤工作。
美国东部时间上午 11 点 04 分:引力波的探测结果将于今天发表在物理评论快报,还有更多论文即将推出。
美国东部时间上午 11 点 06 分:好的,现在我们正在看到引力波实际上是如何起源于两个黑洞合并的模拟。 这些黑洞短暂碰撞期间引力波输出的总功率比宇宙所有恒星输出的总功率大 50 倍。 哇哦。
美国东部时间上午 11 点 07 分:由于碰撞时间很短,释放的能量并不多,仅相当于摧毁三个太阳,NBD。
美国东部时间上午 11 点 07 分:我们现在将能够尝试从许多其他天文事件中探测引力波。 “LIGO 打开了一扇通向宇宙的新窗口,”LIGO 联合创始人基普·索恩 (Kip Thorne) 说道。
美国东部时间上午 11 点 08 分:真正令人兴奋的是,它为我们提供了一种看待宇宙的全新方式——就像无线电波的发现一样。 索恩说:“我认为我们可以相当肯定,我们会看到巨大的惊喜——也许通过引力波窗口会比通过射电和X射线窗口看到更大的惊喜。”
美国东部时间上午 11 点 10 分:“哇,爱因斯坦现在一定很开心,不是吗?” 是的,科尔多瓦,他会的!
美国东部时间上午 11.13 点:好的,在我们正式致谢的同时,我们将深入研究刚刚发布的论文,以便为大家提供上面的更多详细信息。
美国东部时间上午 11.15 分:提问时间到了!
美国东部时间上午 11.16 分:研究人员是否认为这个结果好得令人难以置信? 绝对地。 这就是为什么他们在九月份发现信号后花了这么长时间才宣布这一消息。
美国东部时间上午 11.22:好问题:我们是否期望看到更多的引力波,或者我们是否幸运地发现了十年一遇的事件? 简短回答:是的! 物理学家今年应该能够看到更多信号,并且他们将能够提高干涉仪的灵敏度,以期获得更多读数。
美国东部时间上午 11.29 分:关于接下来会发生什么的几个重要问题。 一项令人兴奋的进展是 LISA(激光干涉仪空间天线项目)的启动,这是一个天基引力波观测站。 这很重要,因为 LISA 将能够在没有来自地球的任何背景噪音的情况下监听引力波信号。
美国东部时间上午 11:30:显然大约有 90,000 人正在观看这场直播。 他妈的,是的,科学!
美国东部时间上午 11.31:另一个有趣的事实是,基普·索恩 (Kip Thorne) 是一名科学顾问星际穿越。 那么谁兴奋星际2?
美国东部时间上午 11.32:我们在这里略读了很多问题,因为有很多细节被分享。 但您需要知道的最重要的信息是,这仅仅是开始。 干涉仪将变得更加灵敏,并且能够接收到更低的频率,这意味着我们将来将能够更好地理解这些引力波。
美国东部时间上午 11.33:好问题:这对地球上的我们意味着什么? 这会让我们对时间旅行科学有更深入的了解吗? 索恩说:“它让我们对时空在极度扭曲时的行为有了更深入的了解。” “我不认为这会让我们更接近时间旅行。我希望如此,但那是一个不同的方向。” 该死,对不起各位。
美国东部时间上午 11.37 分:好的,网络直播现在结束了。 尽管更新了这么多,我们还没有机会告诉大家我们对这个消息是多么的不知所措、高兴和兴奋。 科学总是令人惊叹的,但这是自八年前 ScienceAlert 首次推出以来发生的最重大的事情之一,现在写下这篇文章真是令人兴奋(这不仅仅是清晨的谈话)。 感谢大家的观看并与我们一起兴奋。 没有你我们就无法做到这一点。
新闻发布会现场直播如下: