“看到”两颗中子星碰撞发出的引力波和光,爱因斯坦又对了!

林小春/新华社

2017-10-17 17:15

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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 图
当地时间10月16日上午10时许,美国首都华盛顿全国记者协会的新闻发布会现场,美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)执行主任戴维·赖茨走上前台。台下黑压压一片记者,世界各地还有数以万计的网友正守候在网上观看直播。
“女士们、先生们,上午好,”赖茨环顾左右,几乎一字一顿地宣布,“我们——第一次——‘看到’了两颗中子星碰撞发出的引力波和光。又一次,我们做到了!”
据当天的发布,今年8月17日,多国科学家合作,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,确认其来自距地球约1.3亿光年的长蛇座内NGC4993星系。
大约20个月前,就在同一个地方,也是由赖茨向全球宣布,人类首次探测到引力波,证实了百年前爱因斯坦广义相对论的预言。
过去数千年历史长河中,天文学曾长期构建于古人的肉眼观测以及想象力。直到1609年伽利略率先将望远镜对准夜空,人类才开始用全新的方式认识宇宙,也就是借助光学手段“看”宇宙。
如果宇宙是一部声色具备的电影,相信除了“看”,人类还希望能“听”到它的声音。从伽利略使用望远镜又过了400多年,人类2015年首次探测到引力波,才宣告掌握了“听”宇宙的全新手段。
而直到今年8月17日事件之前,“看”宇宙和“听”宇宙,还只能二者选其一。随着望远镜探测和引力波探测第一次结合使用,历史再次改变。
“这是宇宙第一次向我们提供‘有声电影’,”赖茨说,“我们从‘无声电影’跨入了‘有声电影’时代。”具体来说,声音是双中子星旋近过程发出的引力波信号,而图像就是相撞过程发出的光。
美国航天局费米项目科学家朱莉·麦克内里在发布会上回忆道,8月17日那天早上很平常,早饭时间后,费米太空望远镜捕捉到伽马射线暴,时间持续不到两秒。因为每周都能捕捉到几个这种信号,她也没有特别在意。
没想到过了半个小时,麦克内里收到同时为美国航天局和LIGO工作的同事的一封邮件。“‘快醒醒’,”麦克内里大声重复邮件的内容,引起发布会现场一片笑声,“这个伽马射线暴有个有趣的朋友”。
这个“有趣的朋友”就是引力波。就在费米望远镜捕捉到伽马射线暴信号前的1.7秒,LIGO和欧洲“处女座”引力波探测器都探测到来自双中子星合并的信号。多年来,科学家一直推测短伽马射线暴来源于双中子星合并的剧烈过程,但直到此时才终获证实。
引力波与伽马射线暴相伴经过了1.3亿光年的漫长旅程,以近2秒之差先后抵达地球。“这告诉我们,引力波与伽马射线暴以相同速度传播,都是光速,完全符合爱因斯坦的预言,”麦克内里说,“爱因斯坦又对了!”
那么,这次事件的肇事者——两颗中子星碰撞的结局是什么?
“我们实际上并没有确切的信息,”LIGO项目发言人戴维·休梅克在发布会上说,“如果成为黑洞,那将是已知质量最小的黑洞;还有一种可能是成为中子星,那将是已知质量最大的中子星。”
当天在华盛顿举行的发布会分为先后两场,除了赖茨、麦克内里和休梅克外,还有“处女座”项目官员以及多名望远镜观测领域科学家参加。这种安排传递的信息是,天文学领域的国际合作日趋重要。
赖茨说,正是有了来自世界各地多个天文台数千名天文学家的共同参与,他们才能在两个月内把一个引力波事件的故事差不多讲完整。
“又一次,我们做到了。但这次,我们大家都做到了。”他说。
(原标题:特写:爱因斯坦又对了)
责任编辑:王灿澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >> 引力波,中子星,LIGO,爱因斯坦

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