人類首次“看見”引力波意味著什麼?

　　國際天文界再次被引力波刷屏。多國科學家10月16日宣布，人類首次直接探測到雙中子星合並產生的引力波及其伴隨的電磁信號。中子星引力波怎麼探測?引力波解答了哪些疑問?還有哪些未解之謎?記者就此采訪了有關科學家。

　　這張由加州理工學院和牛津大學提供的圖片顯示的是雙中子星GW170817合並的射電波觀測圖象。

　　引力波怎麼探測

　　北京時間16日晚22時，包括我國在內的多國科學家宣布，人類第一次直接探測到來自雙中子星合並的引力波，並同時“看到”由這一壯觀宇宙事件發出的電磁信號。

　　據科學家介紹

，2017年8月17日
，美國激光幹涉引力波天文台(LIGO)發現一個新的引力波信號GW170817。這個信號是一個由雙中子星合並產生的引力波。全球約70個地麵及空間望遠鏡從紅外、X光
、紫外和射電波等多個波段開展後續觀測。這其中，也包括中國架設在昆侖站的南極巡天望遠鏡AST3-2。

　　僅僅在LIGO觀測到引力波信號後的1.7秒，美國費米太空望遠鏡探測到名為GRB170817A的伽馬射線暴。“費米幾乎在同一時間觀測到伽馬射線暴，讓我們更加興奮，也更有緊迫感。”加州理工學院LIGO數據分析小組負責人艾倫·溫斯坦教授回憶說。

　　LIGO和費米在遇到強信號時，會自動向天文界發送警報。這是一場與時間的賽跑，世界範圍內的望遠鏡後續觀測隨即啟動。大約11個小時後，位於智利的斯沃普望遠鏡率先觀測到此次信號的光學對應物——位於一個叫NGC4993星係的雙中子星係統。

　　基於AST3-2獨立收集到的數據，科研人員還計算出，此次兩顆致密中子星合並的過程共拋射出超過3000倍地球質量的物質，這些物質攜帶有巨大能量，拋射速度達到0.3倍光速。

　　引力波也被稱為“時空的漣漪”。1916nian
，aiyinsitanjiyuguangyixiangduilunyuyan，juliedetiantihuodonghuidaidongzhouweideshikongyiqibodong，zhejiushiyinlibodeyoulai。cihoubainianjian
，kexuejieyizhizaixunzhaoyinlibodecunzai。ciqian，renleiyijingfaxian4例由雙黑洞合並產生的引力波。

　　何以震驚天文學界

　　為什麼中子星引力波引起天文界震動?專家們說，主要原因有三個。

　　首先，這是人類第一次探測到雙中子星合並。LIGO項目組成員
、美利堅大學天體物理學家格雷戈裏·哈(ha)裏(li)告(gao)訴(su)記(ji)者(zhe)
，此(ci)前(qian)觀(guan)測(ce)到(dao)的(de)引(yin)力(li)波(bo)均(jun)來(lai)自(zi)黑(hei)洞(dong)。黑(hei)洞(dong)完(wan)全(quan)由(you)扭(niu)曲(qu)時(shi)空(kong)構(gou)成(cheng)
，本(ben)質(zhi)上(shang)沒(mei)有(you)物(wu)質(zhi)
，而(er)中(zhong)子(zi)星(xing)卻(que)是(shi)一(yi)個(ge)切(qie)實(shi)星(xing)體(ti)
，因(yin)此(ci)能(neng)深(shen)入(ru)了(le)解(jie)核(he)物(wu)質(zhi)的(de)行(xing)為(wei)。

　　哈ha裏li說shuo，中zhong子zi星xing引yin力li波bo可ke以yi用yong來lai直zhi接jie測ce量liang到dao源yuan的de距ju離li，而er相xiang應ying的de電dian磁ci信xin號hao給gei出chu了le速su度du
，由you此ci可ke用yong來lai校xiao準zhun宇yu宙zhou膨peng脹zhang速su度du
，即ji所suo謂wei哈ha勃bo常chang數shu
，從cong而er進jin一yi步bu回hui答da宇yu宙zhou從cong哪na裏li來lai、又往哪裏去等重大問題。

　　qici，zheshirenleidiyicitongshiguancedaolaizitongyigetianwenshijiandeyinlibohediancibo，shidequerenxiuzhuxingxichengweikeneng。zheyishijianzhanshileyinliboyudiancibodengbutongyanjiutuanduizhijiankaizhanhezuodezhongyaoxing，yebiaozhizhe“多信使天文學”跨入新時代。

　　“我想說的是，這是第一次我們既能‘看到’也能‘聽到’一個天文事件，這些不同的‘感官’體驗將能給我們很多信息。”哈裏說，“引力波天文學才剛剛開始，隨著21世紀向前發展，我們可以期待引力波觀測將為宇宙學、天文學
、天體物理學、核物理學和引力學以及其他領域帶來更多見解。”

　　第三
，地麵紅外望遠鏡探測到了中子俘獲過程，從而第一次提供確鑿證據證實了中子星合並就是宇宙金、鉑等超鐵元素的主要起源地。

　　南非誇祖魯-納塔爾大學的引力波研究專家馬寅哲在發給記者的一份電子郵件中開玩笑說：“如果有人問帶著金戒指的女性朋友
，她的金戒指從哪兒來?她應該說，這是從銀河係中的合並中子星那裏產生的。”

　　還有哪些未解之謎

　　本次LIGO項目組宣布發現的引力波，來自距地球約1.3億光年處的雙中子星合並。與黑洞合並隻產生引力波不同的是，中子星合並除了產生引力波外，還發出了大量的電磁波。

　　這就是讓天文學家感到興奮的“多信使天文學”。引力波和電磁波作為不同的“信使”，可以告訴我們同一個天文事件在不同方麵的信息。美國田納西大學天體物理學教授邁克爾·吉德裏說，“多信使天文學”是天文學家長期追求的“聖杯”，將對相關領域的未來產生巨大影響。

　　哈裏說
，如果沒有引力波研究，中子星的許多性質都將是長期懸而未解的謎
，包括在強引力作用下怎麼彎曲變形、合並時將會發生什麼情況、質量多大時會形成黑洞等等。

　　“GW170817不能回答所有這些問題，但它給我們提供了以前沒有的信息，並且表明引力波觀測是解答這些問題的一個切實可行的方法。”哈裏說。

　　他指出
，迄今探測到的5次ci引yin力li波bo信xin號hao都dou與yu愛ai因yin斯si坦tan的de廣guang義yi相xiang對dui論lun理li論lun完wan全quan吻wen合he，但dan廣guang義yi相xiang對dui論lun卻que與yu量liang子zi力li學xue不bu相xiang容rong
，因yin此ci一yi些xie觀guan點dian認ren為wei廣guang義yi相xiang對dui論lun需xu要yao修xiu正zheng。諸zhu如ruGW170817等事件是少數能在引力極限情況下驗證廣義相對論的辦法之一。“我們還有可能觀測到更強、更清晰的信號
，那也許能向我們展示愛因斯坦引力理論所不能解釋的東西。”

　　jutidaozhecishijian
，shuangzhongzixinghebingzhihoubianchengleshenme，yiranmeiyoudaan。kexuejialiechuleliangzhongkenengxing
，yizhongshibianchenglefeichangdazhiliangdezhongzixing
，lingyizhongshibianchengleheidong。danbuguanshishenme，tadezhiliangdayuexiangdangyu2.74個太陽。