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諾貝爾物理學獎得主LIGO:天文學的新時代將如何使用引力波

2017年諾貝爾物理學獎頒發給了三位美國物理學家,他們在時空中發現了細微的波紋,開創了一種全新的探索宇宙的方式。

大約13億年前,在遙遠的星系中,兩個巨大的黑洞猛烈地相撞,掀起了時空結構中的波紋。這些波紋稱為引力波,於2015年9月14日通過了地球。然而人類幾乎覺察不到引力波的存在 。

亞伯特·愛因斯坦的廣義相對論在一個世紀前已經預測了引力波,

但直到21世紀初鐳射干涉引力波天文臺(LIGO)建成之後,才有機會找到引力波存在的證據。

LIGO在2015年發現了引力波存在的證據。三個月後再次發現。而今年1月份和8月份各發現一次。探測到的每一個引力波,都增加了對愛因斯坦理論的進一步支持,確定了LIGO團隊的貢獻必將載入史冊。

但是,這四項檢測和授予科學家的榮譽只是一個開始。LIGO的成功標誌著一種新型天文學的開始。

“這相當於在宇宙上開了一個新視窗,”康乃爾大學的理論天體物理學家索爾·圖科斯基(Saul Teukolsky)說,“我們發現了不可思議的東西。”

到目前為止,天文學家在很大程度上依靠電磁輻射觀察宇宙。物體通過廣譜發射電磁波,很多是人類不可見的,但都可以在地球軌道上使用望遠鏡檢測到。

但引力波允許天文學家以完全不同的方式觀察宇宙:通過運動。

“一切都產生引力波。你和我通過打開我們的嘴和說話來產生引力波。亞利桑那州立大學理論物理學家和宇宙學家勞倫斯·克勞斯(Lawrence Krauss)解釋說,每一件事情都會引發重力波的產生。

正如電磁輻射可以在波長範圍內行進一樣,這些引力波也是如此。天文學家通過數百年望遠鏡的建設,擁有了從無線電波到伽馬射線觀測宇宙的能力。而現在,天文學家們渴望建立更好的探測器,

可以捕獲全範圍的引力波。

羅切斯特理工學院相對論和引力中心主任Manuela Campanelli說:“這是一種全新的天文學。

將引力波觀測與現有技術觀測到的資料相結合可以徹底改變天文學,讓我們拭目以待!