引言
10月16号晚上10点,全球几十家天文机构一起举办了一场新闻发布会,宣布了一个重大事件,科学家发现了新类型的引力波事件,双中子星合并,也就是两颗中子星的合并过程。
这么多机构联合发新闻,在天文学历史上都是罕见的。这次引力波事件,我们从中整理出这份清单,告诉你引力波到底厉害在什么地方?
1. 有的进步叫“取得新成就”,有的进步叫“开创新局面”,有的进步叫“新的历史起点”。
这次引力波事件必须得算“新的历史起点”。
2. 引力波的发现让物理学家多了一个“感官维度”,这就好比说,以前物理学家都只能“看”,只有视觉,而现在还可以“听”,多了一个“听觉”。
从今以后人类就有了除电磁波、中微子以外的,一种全新的观测宇宙的手段。
3. 而这一切的一切,都才刚刚开始。
历史上每个新的探测手段出来都会带给物理学家新的物理发现,现在有了引力波这个多出来的一个“感官维度”,物理学家将来的工作肯定会大放异彩。
4. 引力波事件至今为止共发生过五次,绝大部分人只听说过第一次和这一次,中间的三次和第一次其实是一类事件,所以并不受关注。
5. 第一次备受关注的引力波事件,是探测到黑洞合并。
原来探测黑洞的方法是间接探测,通过探测物质掉落到黑洞时发出的电磁辐射,发现黑洞的存在,如果恰好黑洞周围没有物质,就无从探测了。引力波的出现,为科学家提供了一种直接探测黑洞的方法。
6. 这一次,双中子星合并是一个全新的引力波事件,它最大的意义是让科学家明确知道,现在的引力波探测手段是可靠的。
双中子星合并,不但会发出引力波,还会有电磁波的辐射,而电磁波辐射是可以用其他方法探测到的。这就给了全世界天文学家一个交叉验证的机会!你用这个方法测到了,我用完全不同的另一个方法也测到了,咱俩一对数,结果是一样的,那就证明咱俩都是对的。
7. 当引力波传到你这里的时候,你周围空间就会发生这里变短了一点,那里变长了一点的情况!但是这个变化太小,你感知不到,需要借助引力波探测器才能发现。
8. 探测引力波是一个精度要求非常高的实验,4公里长的探测器,一次引力波只能改变其中10^(-18)米,这个长度大概是人头发宽度的十万亿分之一。
9. 探测引力波最大的难点是保证探测器的稳定,因为变化实在太小,微小的震动就可能导致实验失败。
人为的震动可以避免,但是地球时刻发生的小地震就没办法防止了。为了解决精度问题,科学家已经计划在外太空制造引力波探测器了。
10. 如果你对引力波实验物理学家的英雄事迹感兴趣,推荐你看一本书:
《引力波: 2017年诺贝尔物理学奖获奖LIGO团队的“巨星”故事》,这本书将告诉你,科学家是怎样克服重重困难建成了 LIGO 。
11. 这个宇宙喜欢“搞大事情”,第一次探测到的引力波,是两个黑洞的合并发出的,它们合并的一瞬间释放的能量,相当于天上突然多了10^21个太阳。
《给忙碌者的天体物理学》这本书告诉我们一个特别珍贵的东西,叫“宇宙学的视角”。用宇宙的大尺度去看问题,眼前的事情又算什么呢?
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