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人類認(rèn)知自然最偉大的成就,愛因斯坦場方程的解

更新時(shí)間:2023-12-15 文章作者:佚名 信息來源:網(wǎng)絡(luò)整理 閱讀次數(shù):

明鏡(馬克斯·普朗克引力化學(xué)研究所)87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

胡一鳴(馬克斯·普朗克引力化學(xué)研究所、清華學(xué)院)87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

1915年,愛因斯坦發(fā)表了場多項(xiàng)式,完善了廣義相對論。一年以后,史瓦西發(fā)表了后來被拿來解釋黑洞的愛因斯坦場等式的解。1963年,克爾給出了旋轉(zhuǎn)黑洞的解。1974年脈沖雙星+16的發(fā)覺否認(rèn)了致密雙星系統(tǒng)的引力幅射完全與廣義相對論的預(yù)言一致。2016年2月11日,LSC(LIGO科學(xué)合作組織,)向全世界宣布:人類首次直接偵測到了引力波,而且首次觀測到了雙黑洞的碰撞與并合。87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

在這一百年里,被譽(yù)為“人類認(rèn)知自然最偉大的成就”的廣義相對論,仍然在成長中:我們曉得了時(shí)空的彎曲以及一些由時(shí)空彎曲可能形成的奇特事物,例如黑洞、引力波、奇點(diǎn)、蟲洞甚至?xí)r間機(jī)器。在過去歷史中的個(gè)別時(shí)期,甚至現(xiàn)今,其中有些事物被不少化學(xué)學(xué)家視為大雨猛獸般的怪物,對它們是否存在提出過強(qiáng)烈的懷疑。就連愛因斯坦本人直至去世前都還在懷疑黑洞的存在。以前同樣的黑洞懷疑論者惠勒,后來卻成為了黑洞存在的支持者和宣傳者。歷史告訴我們,我們對時(shí)間、空間和時(shí)空彎曲所形成的事物的認(rèn)知,會(huì)發(fā)生革命。引力波作為廣義相對論的重要預(yù)言,直至在上個(gè)世紀(jì)60年代其實(shí) 物理學(xué)家探測引力波的嘗試,其存在性也仍被不少化學(xué)學(xué)家指責(zé)過。在以后的漫長時(shí)光里,幾代化學(xué)學(xué)家付出了無數(shù)努力,可這神秘的引力波卻始終沒有被發(fā)覺。87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

上海時(shí)間2015年9月14日17點(diǎn)50分45秒,激光干涉儀引力波天文臺(以下簡稱LIGO)分別坐落加拿大路易斯安那州的利文斯頓()和芝加哥州的漢福德()的兩個(gè)的偵測器,觀測到了一次置信度高達(dá)5.1倍標(biāo)準(zhǔn)差的引力波風(fēng)波:。按照LIGO的數(shù)據(jù),該引力波風(fēng)波發(fā)生于距離月球十幾億光年之外的一個(gè)遙遠(yuǎn)星體中。兩個(gè)分別為36和29太陽質(zhì)量的黑洞,并合為62太陽質(zhì)量黑洞,雙黑洞并合最后時(shí)刻所幅射的引力波的峰值硬度比整個(gè)可觀測宇宙的電磁幅射硬度還要高十倍以上。詳盡結(jié)果將在近期發(fā)表于化學(xué)評論快報(bào)(Phys.Rev.Lett.,116,)。這項(xiàng)非凡的發(fā)覺標(biāo)志著天文學(xué)已然步入新的時(shí)代,人類自此打開了一扇觀測宇宙的全新窗口。87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

LIGO漢福德(H1,左圖)和利文斯頓(L1,下圖)偵測器所觀測到的引力波風(fēng)波。圖中顯示兩個(gè)LIGO偵測器中都觀測到的由該風(fēng)波形成的引力波硬度怎樣隨時(shí)間和頻度變化。兩個(gè)圖均顯示了的頻度在0.2秒的時(shí)間上面“橫掃”35Hz到250Hz。先抵達(dá)L1,隨即抵達(dá)H1,前后相差7微秒——該時(shí)間差與光或則引力波在兩個(gè)偵測器之間傳播的時(shí)間一致。(此圖版權(quán)為LSC/所有)87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

1、什么是引力波?87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

廣義相對論告訴我們:在非球?qū)ΨQ的物質(zhì)分布情況下,物質(zhì)運(yùn)動(dòng),或物質(zhì)體系的質(zhì)量分布發(fā)生變化時(shí),會(huì)形成引力波。在宇宙中,有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)如致密星系碰撞并合這樣非常劇烈的天體化學(xué)過程。過程中的大質(zhì)量天體劇烈運(yùn)動(dòng)擾動(dòng)著周圍的時(shí)空,扭曲時(shí)空的波動(dòng)也在這個(gè)過程中以光速向外傳播出去。因而引力波的本質(zhì)就是時(shí)空曲率的波動(dòng),也可以凄美地稱之為時(shí)空的“漣漪”。87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

下邊這個(gè)動(dòng)漫來自舊金山學(xué)院的S.Barke,顯示了兩個(gè)黑洞互相繞旋漸漸緊靠最后并合的全過程。過程中黑洞周圍的時(shí)空被劇烈擾動(dòng),最后以引力波的方式傳播出去。87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

引力波的硬度由無量綱量h表示。其數(shù)學(xué)意義是引力波造成的時(shí)空畸變與平直時(shí)空度規(guī)之比。h又被稱為應(yīng)變,它的定義可以用右圖說明。87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

引力波豎直穿過由靜止粒子組成的圓所在平面時(shí),圓形狀發(fā)生的變化。(圖片來自美國愛因斯坦研究所。)87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

由上圖可見,在引力波穿過圓所在平面的時(shí)侯,該圓會(huì)由于時(shí)空彎曲而發(fā)生畸變。圓內(nèi)空間將隨引力波的頻度會(huì)在一個(gè)方向上被拉伸,在與其垂直的方向相應(yīng)地被壓縮。為了易于解釋引力波的數(shù)學(xué)效應(yīng),圖中所顯示的應(yīng)變h大概是0.5,這個(gè)數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于引力波的實(shí)際硬度。哪怕是很強(qiáng)的天體化學(xué)引力波源所釋放的引力波硬度,抵達(dá)月球時(shí)也只有10-21。這個(gè)硬度的引力波在整個(gè)月球那么大的尺度上形成的空間畸變不超過10-14米,正好比質(zhì)子大10倍。87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

2、引力波是如何被發(fā)覺的?87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

在過去的六六年里,有許多化學(xué)學(xué)家和天文學(xué)家為證明引力波的存在作出了無數(shù)努力。其中最知名的要數(shù)引力波存在的間接實(shí)驗(yàn)證據(jù)——脈沖雙星+16。1974年,印度數(shù)學(xué)學(xué)家家泰勒()和赫爾斯()借助射電望遠(yuǎn)鏡,發(fā)覺了由兩顆質(zhì)量大致與太陽相當(dāng)?shù)闹凶有墙M成的互相旋繞的雙星系統(tǒng)。因?yàn)閮深w中子星的其中一顆是脈沖星,借助它的精確的周期性射電脈沖訊號,我們可以無比精準(zhǔn)地曉得兩顆致密星系在繞其形心公轉(zhuǎn)時(shí)她們軌道的半長軸以及周期。按照廣義相對論,當(dāng)兩個(gè)致密星系近距離彼此繞旋時(shí),該體系會(huì)形成引力幅射。輻射出的引力波帶走能量,所以系統(tǒng)總能量會(huì)越來越少,軌道直徑和周期也會(huì)變短。87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

泰勒和他的同行在以后的30年時(shí)間上面對+16做了持續(xù)觀測,觀測結(jié)果精確地按廣義相對論所預(yù)測的那樣:周期變化率為每年降低76.5毫秒,半長軸每年減短3.5米。廣義相對論甚至還可以預(yù)言這個(gè)雙星系統(tǒng)將在3億年后合并。這是人類第一次得到引力波存在的間接證據(jù),是對廣義相對論引力理論的一項(xiàng)重要驗(yàn)證。泰勒和赫爾斯因而入選1993年諾貝爾化學(xué)學(xué)獎(jiǎng)。87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

引力波探測的ligo_引力波探測實(shí)驗(yàn)_其實(shí) 物理學(xué)家探測引力波的嘗試87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

+16轉(zhuǎn)動(dòng)周期累積聯(lián)通觀測值與廣義相對論預(yù)言值的比較。圖中紅色曲線為廣義相對論的預(yù)測值,紅點(diǎn)為觀測值。二者偏差大于0.2%,此發(fā)覺給引力波科學(xué)注入了一針強(qiáng)心劑。87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

在實(shí)驗(yàn)方面,第一個(gè)對直接偵測引力波作偉大嘗試的人是韋伯()。早在上個(gè)世紀(jì)50年代,他第一個(gè)飽含遠(yuǎn)見地認(rèn)識到,偵測引力波并不是沒有可能。從1957年到1959年,韋伯全身心投入在引力波偵測方案的設(shè)計(jì)中。最終,韋伯選擇了一根長2米,外徑0.5米,重約1噸的圓錐形鋁棒,其側(cè)面指向引力波到來的方向。該類型偵測器,被業(yè)內(nèi)稱為共振棒偵測器(如右圖):87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

韋伯和他設(shè)計(jì)的共振棒偵測器。引力波驅(qū)動(dòng)鋁棒兩端震動(dòng),因而擠壓表面的晶圓,形成可測的電流。圖片來自:德克薩斯學(xué)院。87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

當(dāng)引力波到來時(shí),會(huì)交錯(cuò)擠壓和拉伸鋁棒兩端,當(dāng)引力波頻度和鋁棒設(shè)計(jì)頻度一致時(shí),鋁棒會(huì)發(fā)生共振。貼在鋁棒表面的晶圓會(huì)形成相應(yīng)的電流訊號。共振棒偵測器有很顯著的局限性,例如它的共振頻度是確定的,盡管我們可以通過改變共振棒的寬度來調(diào)整共振頻度。并且對于同一個(gè)偵測器,只能偵測其對應(yīng)頻度的引力波訊號,假如引力波訊號的頻度不一致,那該偵測器就無能為力。據(jù)悉,共振棒偵測器還有一個(gè)嚴(yán)重的局限性:引力波會(huì)形成時(shí)空畸變,偵測器做的越長,引力波在該寬度上的作用形成的變化量越大。韋伯的共振幫偵測器只有2米,硬度為10-21的引力波在這個(gè)寬度上的應(yīng)變量(2×10-21米)實(shí)在太小,對上世紀(jì)五六十年代的數(shù)學(xué)學(xué)家來說,偵測這么之小的寬度變化是幾乎不可能的。其實(shí)共振棒偵測器沒能最后找到引力波,可是韋伯開創(chuàng)了引力波實(shí)驗(yàn)科學(xué)的先河,在他以后,好多年青且富于才氣的化學(xué)學(xué)家涉足于引力波實(shí)驗(yàn)科學(xué)中。87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

在韋伯設(shè)計(jì)建造共振棒的同時(shí)期,有部份化學(xué)學(xué)家認(rèn)識到了共振棒的局限性,有一種基于邁克爾遜干涉儀原理的引力波偵測方案在哪個(gè)時(shí)代被提出。到了70年代,麻省理工大學(xué)的韋斯()以及黎巴嫩布休斯實(shí)驗(yàn)室的佛瓦德(),分別建造了引力波激光干涉儀。到了70年代后期,這種干涉儀已經(jīng)成為共振棒偵測器的重要取代者。87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

引力波激光干涉儀的工作原理87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

上圖可以描述引力波激光干涉儀的基本思想??梢院唵卫斫鉃橛兴膫€(gè)測試質(zhì)量被懸掛在天花板上,一束單色、頻率穩(wěn)定的激光從激光器發(fā)出,在分光鏡上被分為硬度相等的兩束,一束經(jīng)分光鏡反射步入干涉儀的X臂,另一束透過分光鏡步入與其垂直的另一Y臂。經(jīng)過末端測試質(zhì)量反射,兩束光返回,并在分光鏡上重新相遇,形成干涉。我們可以通過調(diào)整X、Y臂的寬度,控制兩束光是相消的,此歲月子偵測器上沒有光訊號。當(dāng)有引力波從垂直于天花板的方向步入以后,會(huì)對手臂中的一臂拉伸,另一臂壓縮,因而兩束光的光程差發(fā)生了變化,原來相干相消的條件被破壞,探測器端的光強(qiáng)都會(huì)有變化,借此得到引力波訊號。激光干涉儀對于共振棒的優(yōu)勢顯而易見:首先,激光干涉儀可以偵測一定頻度范圍的引力波訊號;其次,激光干涉儀的臂長可以做的很長,例如地面引力波干涉儀的臂長通常在千米的量級,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過共振棒。87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

自20世紀(jì)90年代起,在世界各地,一些小型激光干涉儀引力波偵測器開始設(shè)立,引力波偵測黃金時(shí)代就此拉開了帷幕。87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

這種引力波偵測器包括:坐落加拿大路易斯安那州利文斯頓臂長為4千米的LIGO(L1);坐落加拿大渥太華州漢福德臂長為的4千米的LIGO(H1);坐落加拿大漢堡附近,臂長為3千米的VIRGO;日本法蘭克福臂長為600米的GEO,臺灣東京國家天文臺臂長為300米的。這種偵測器在2002年至2011年期間共同進(jìn)行觀測,但并未偵測到引力波。在經(jīng)歷重大改建升級以后,兩個(gè)高新LIGO偵測器于2015年開始作為靈敏度急劇提高的高新偵測器網(wǎng)路中的先行者進(jìn)行觀測,而高新VIRGO也將于2016年年末開始運(yùn)行。據(jù)悉,法國的空間引力波項(xiàng)目eLISA和美國的地下干涉儀KAGRA的研制與建設(shè)也在緊鑼密鼓地進(jìn)行。87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

想要成功偵測例如的引力波風(fēng)波,除了須要這種偵測器具有驚人的偵測靈敏度,還須要將真正來自于引力波源的訊號與儀器噪音分離:比如由環(huán)境誘因或則儀器本身造成的微擾,就會(huì)攪亂或則輕易吞沒我們所要找尋的訊號。這也是為何須要建造多個(gè)偵測器的主要誘因。它們幫助我們分辨引力波和儀器環(huán)境噪音,只有真正的引力波訊號會(huì)出現(xiàn)在兩個(gè)或則兩個(gè)以上的偵測器中。其實(shí)考慮到引力波在兩個(gè)偵測器之間傳播的時(shí)間,前后出現(xiàn)會(huì)相隔幾個(gè)納秒。87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

上圖(來自/)是坐落加拿大路易斯安那州利文斯頓附近,臂長4千米的激光干涉儀引力波偵測器(L1)。右圖為高新LIGO的靈敏度曲線:圖中X軸是頻度,Y軸是頻度對應(yīng)的噪音曲線,儀器噪音越低,偵測器對引力波的靈敏度越高??梢姼咝翷IGO的最佳靈敏度在100-300Hz之間。87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

經(jīng)過4年不斷升級和測試的高新LIGO總算在2015年9月初試鋒芒。事實(shí)上,好多人都對2015年的第一次觀測運(yùn)行(O1)能夠偵測到訊號抱有懷疑心態(tài),由于它的靈敏度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒到最佳狀態(tài)。但是,宇宙常常在不經(jīng)意間給人以驚喜。甚至在O1沒有即將啟動(dòng)時(shí),就早已不期而遇了*。慶幸的是,O1采用的是軟啟動(dòng),所以在訊號抵達(dá)月球時(shí),偵測器早已處于工作狀態(tài)了,采集到的數(shù)據(jù)也是可靠的。87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

3、事件究竟是哪些?87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

在2015年9月14日上海時(shí)間17點(diǎn)50分45秒,LIGO坐落加拿大利文斯頓與漢福德的兩臺偵測器同時(shí)觀測到了訊號。這個(gè)訊號首先由低延后搜索方式來辨識(這些搜索方式并不關(guān)心精確的引力波波形,它通過找尋可能為引力波的個(gè)別特點(diǎn)征兆來較快速地找尋引力波),在僅僅三分鐘以后,低延后搜索技巧就將此作為引力波的候選風(fēng)波匯報(bào)了出來。以后LIGO干涉儀獲得的引力波應(yīng)變數(shù)據(jù)又被LSC的數(shù)據(jù)剖析專家們用來和一個(gè)海量的由理論估算形成的波形庫中的波形相對照,這個(gè)過程是為了找到和原數(shù)據(jù)最匹配的波形,也就是一般所說的匹配混頻器法。圖7展示了進(jìn)一步數(shù)據(jù)剖析后的主要結(jié)果,否認(rèn)了是兩個(gè)黑洞并合的風(fēng)波。87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

通過比較引力波應(yīng)變數(shù)據(jù)(以在漢福德的H1偵測器所接收的應(yīng)變?yōu)槔┖陀蓮V義相對論估算得出的在旋進(jìn)()、合并()、鈴宕()三個(gè)過程的最佳匹配波形,得出的關(guān)于的一些關(guān)鍵推論。圖片下方展示了兩個(gè)黑洞的寬度和相對速率隨時(shí)間演進(jìn)的過程,它們的速率在不到0.2秒的時(shí)間內(nèi)達(dá)到了0.6倍光速。(此圖版權(quán)為LSC/所有)87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

后續(xù)跟進(jìn)的數(shù)據(jù)剖析結(jié)果還顯示,是一個(gè)36倍太陽質(zhì)量的黑洞和一個(gè)29倍太陽質(zhì)量黑洞并合風(fēng)波,在并合后形成了一個(gè)62倍太陽質(zhì)量帶載流子的kerr黑洞。這一切發(fā)生于距離我們十幾億光年以外的地方。LIGO偵測器真實(shí)地偵測到了好久曾經(jīng)發(fā)生于某個(gè)遙遠(yuǎn)星體的一個(gè)大風(fēng)波!87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

將并合前的兩個(gè)黑洞和最終形成的黑洞相比較,可以發(fā)覺此次并合將大概3倍太陽質(zhì)量(大概600萬億億億(~6×1030)公斤)轉(zhuǎn)換成了引力波能量,其中絕大部份在不到1秒的時(shí)間里釋放了出去。相比之下,太陽在1秒內(nèi)發(fā)出的能量大概只相當(dāng)于是四十億(~4×109)公斤物質(zhì)轉(zhuǎn)換成的電磁幅射。實(shí)際上,令人驚奇的是,放出的峰值功率要比可觀測宇宙中所有星體的光度總和還高10倍以上!正是由于致密雙星系統(tǒng)在并合前的最后階段才會(huì)釋放達(dá)到峰值功率的引力波,所以之前提到的還有3億年才會(huì)并合的+16雙星因?yàn)檎卺尫诺囊Σㄓ捕冗€太弱,因而很難被偵測到。87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

以上數(shù)據(jù)還表明,這兩個(gè)黑洞在并合前的間隔只有數(shù)百公里,引力波的頻度在此時(shí)大概達(dá)到了150Hz。由于足夠致密,黑洞是惟一已知在這么近的距離都不會(huì)碰撞融合的物體。由并合前總質(zhì)量可知,雙中子星的總質(zhì)量遠(yuǎn)高于此,而假如是一對黑洞和中子星組成的雙星的話,要形成這樣的波形,它們必將會(huì)在遠(yuǎn)高于150Hz的時(shí)侯就已經(jīng)開始并合了。因而,確鑿無誤是一次雙黑洞的并合風(fēng)波。87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

新的時(shí)代87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

愛因斯坦的廣義相對論自從100年前提出以來,歷經(jīng)了重重考驗(yàn),從對水星近期點(diǎn)進(jìn)動(dòng)的解釋,到1919年愛丁頓對日食時(shí)太陽附近光線偏折的研究,再到對引力紅移的驗(yàn)證,每一次檢驗(yàn),相對論都從容應(yīng)對。而這一次引力波的偵測,更是有力地支持了相對論在強(qiáng)引力場下的正確性。至此,廣義相對論的所有主要預(yù)言被一一驗(yàn)證,而這一個(gè)傳奇的理論在經(jīng)歷了一個(gè)世紀(jì)的風(fēng)雨后歷久彌新。87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

有這么一個(gè)時(shí)代,人們以為化學(xué)學(xué)的大樓早已完整地構(gòu)建,后世的化學(xué)學(xué)家只須要修修復(fù)補(bǔ),把個(gè)別常數(shù)測得更精確一些。作出這個(gè)預(yù)言以后沒多久,開爾文就與世長辭,遺憾無法見證他當(dāng)初預(yù)言的“物理學(xué)天空的兩朵烏云”把看似結(jié)實(shí)的化學(xué)學(xué)大樓連根拔起,在瓦礫上矗立起新兩座的高樓:相對論和量子熱學(xué)。87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

現(xiàn)今,雖然又到了化學(xué)學(xué)突破山窮水盡的時(shí)刻,又是一個(gè)小輩只能修修復(fù)補(bǔ)的年代,對于一個(gè)化學(xué)學(xué)家而言,生于這個(gè)時(shí)代雖然是不幸的。而且,引力波的發(fā)覺,又打開了一扇希望的房門。廣義相對論和量子熱學(xué)存在著根本性的矛盾,仍然是現(xiàn)代數(shù)學(xué)學(xué)天際線上的一朵烏云。而極大質(zhì)量和極小尺度的黑洞,是研究這一烏云最佳的著手點(diǎn)。引力波是惟一能深入探究黑洞的研究手段,作為化學(xué)學(xué)家,生于這個(gè)時(shí)代又是何其的辛運(yùn)!所以說,引力波的偵測,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了檢驗(yàn)廣義相對論本身的意義。87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

2015年9月14日引力波的發(fā)覺是科學(xué)史上的里程碑。這一非凡的成就,匯聚了太多化學(xué)學(xué)家的心血,也是多少人魂?duì)繅艨M的所在。我們有幸生在這個(gè)時(shí)代,見證數(shù)學(xué)學(xué)歷史的重大進(jìn)程。對于我們這種親身參與其中的科研工作者而言,更是倍感無比榮幸。其實(shí)我國目前在引力波領(lǐng)域的研究力量稍顯薄弱,少有專門的研究團(tuán)隊(duì),并且在LIGO科學(xué)合作組織中也活躍著不少中國人的身影,包括臺灣地區(qū)LIGO科學(xué)合作組織的惟一成員單位復(fù)旦學(xué)院,借助GPU加速引力波暴數(shù)據(jù)剖析和實(shí)現(xiàn)低延后實(shí)時(shí)致密雙星并合訊號的搜救;采用機(jī)器學(xué)習(xí)方式強(qiáng)化引力波數(shù)據(jù)噪音的剖析;剖析引力波風(fēng)波明顯性的系統(tǒng)偏差等。據(jù)悉北大還參與建立引力波數(shù)據(jù)估算基礎(chǔ)平臺,開發(fā)的數(shù)據(jù)剖析軟件工具為LSC成員廣泛使用。我們非常謝謝對本文有幫助的幾位LSC年青同行們:佐治亞理工的張淵皞,澳洲學(xué)院的王龑、朱興江和儲琪,澳大利亞學(xué)院的孫翎,倫敦學(xué)院的王夢瑤,格蘭薩索研究所的王剛等等。87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

在文章最后其實(shí) 物理學(xué)家探測引力波的嘗試,列舉LSC內(nèi)部幾位科學(xué)家包括我們自己對本風(fēng)波的評價(jià)來結(jié)束此文。87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

4、發(fā)現(xiàn)引力波意味著哪些?87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

“愛因斯坦曾經(jīng)覺得引力波太過微弱而難以偵測,而且他未曾相信過黑洞的存在。不過,我想他并不介意自己在這種問題上寫錯(cuò)了?!薄R克斯·普朗克引力化學(xué)研究所(阿爾伯特·愛因斯坦研究所)主任艾倫()87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

“通過這項(xiàng)發(fā)覺,我們?nèi)祟愰_啟了一場波瀾壯麗的新旅程:一場對于探求宇宙那彎曲的一面(從彎曲時(shí)空而形成的事物和現(xiàn)象)的旅程。黑洞的碰撞和引力波的觀測正是這個(gè)旅程中第一個(gè)完美的范例?!薄鞫?)87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

“引力波的直接偵測實(shí)現(xiàn)了50年前就設(shè)定好了的偉大目標(biāo):直接偵測無法捕捉的事物,更好地理解宇宙,以及,在愛因斯坦廣義相對論100華誕之際完美地續(xù)寫愛因斯坦的傳奇。”——加州理工大學(xué),LIGO天文臺的執(zhí)行官萊茲(.)87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

“這項(xiàng)偵測是一個(gè)是時(shí)代的開始:引力波天文學(xué)研究領(lǐng)域如今總算不再是紙上談兵。”——LSC發(fā)言人,路易斯安那州立學(xué)院化學(xué)與天文學(xué)院士岡薩雷斯(ález)87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

“在《星際穿越》和《三體》中,都不約而同地將引力波選為了未來科技發(fā)達(dá)的人類的通信手段,這或許只能是美好的幻想,但對于天文研究而言,引力波的確開啟了一扇新的窗口。吹進(jìn)來的第一縷清風(fēng),就帶來了一個(gè)重大的信息:極重的星體級雙黑洞系統(tǒng)存在并可以在足夠短的時(shí)間(10億年)內(nèi)并合。這是讓我們始料未及的。誰能曉得在將來的更多的偵測中,LIGO和一眾引力波偵測器能帶給我們哪些樣的驚喜呢?”——馬克斯·普朗克引力化學(xué)研究所、清華學(xué)院博士后,胡一鳴87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

“不少親朋好友問過我,你在研究些哪些。我都如此回答:我們在找另一種光,一旦找到,意味著人類自此有了第六感,如同有了超能力,用一雙天眼俯瞰神秘宇宙中無盡的奧妙。如今,我們,找到了!”——馬克斯·普朗克引力化學(xué)研究所博士生,明鏡87x物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

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