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中美歐天文臺公佈引力波最新重大發現!

全球多國科學家16日同步舉行新聞發佈會, 宣佈人類第一次直接探測到來自雙中子星合併的引力波, 並同時“看到”這一壯觀宇宙事件發出的電磁信號。

美國東部時間8月17日8時41分(北京時間20時41分), 美國“鐳射干涉引力波天文臺”(LIGO)捕捉到這個引力波信號。 此後2秒, 美國費米太空望遠鏡觀測到同一來源發出的伽馬射線暴。

這是人類歷史上第一次使用引力波天文臺和電磁波望遠鏡同時觀測到同一個天體物理事件, 標誌著以多種觀測方式為特點的“多信使”天文學進入一個新時代。

“幾十年來, 我們一直孜孜以求準備探測雙中子星合併的引力波,

”美國加州理工學院LIGO資料分析小組負責人艾倫·溫斯坦教授說, “那天早上, 我們所有的夢想成真。 ”

LIGO專案組在美國華盛頓發佈這一重大發現。 中國、德國、英國和法國等國科學家也各自舉行新聞發佈會。 相關論文發表在《科學》《自然》等學術期刊上。

引力波是由黑洞、中子星等碰撞產生的一種時空漣漪, 宛如石頭丟進水裡產生的波紋。 百年前, 愛因斯坦廣義相對論預言了引力波的存在, 但直到2015年人類才首次探測到引力波, 3名美國科學家因此獲得今年的諾貝爾物理學獎。

在8月17日的事件中, 全球約70個地面及空間望遠鏡從紅外、X射線、紫外和射電波等波段開展觀測, 確認引力波信號來自距地球約1.3億光年的長蛇座內NGC4993星系。

美國田納西大學天體物理學教授邁克爾•吉德里告訴新華社記者, 多信使天文學結合使用多種探測手段, 是引力波天文學的一個“聖杯”, “這樣的探測將在天文學和天體物理的許多領域開啟全新的探索途徑。 ”

中國紫金山天文臺副研究員金志平參與的國際團隊, 通過對此次引力波光學信號的觀測和光譜分析,首次提供確鑿證據證實,中子星合併是宇宙中金銀等元素的主要起源。金志平說:“這就是宇宙中的‘巨型黃金製造廠’。”

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,第一次探測到雙中子星合併。LIGO專案組成員、美利堅大學天體物理學家葛列格里•哈裡告訴新華社記者,此前觀測到的引力波均來自黑洞。黑洞完全由扭曲時空構成,本質上沒有物質,而中子星卻是一個切實星體,觀測兩個中子星合併與觀測兩個原子核合併“並沒有什麼不同”,因此能深入瞭解核物質的行為。

LIGO的技術人員正在美國路易斯安那州利文斯頓市的引力波探測器實驗室內工作。

哈裡說,中子星引力波可以用來直接測量到源的距離,而相應的電磁信號給出了速度,由此可用來校準宇宙膨脹速度,即所謂哈勃常數,從而進一步回答宇宙從哪裡來、又往哪裡去等重大問題。

其次,第一次同時觀測到來自同一個天文事件的引力波和電磁波。通過X光、紫外、可見光、紅外及射電波的觀測,使得確認宿主星系成為可能,並第一次提供一副關於包含中子星的雙星合併後的完整物理圖景。這一事件展示了引力波與電磁波等不同研究團隊之間開展合作的重要性,也標誌著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資訊,”哈裡說,“引力波天文學才剛剛開始,隨著21世紀科技向前發展,我們可以期待引力波觀測將為宇宙學、天文學、天體物理學、核子物理學和引力學以及其他領域帶來更多見解。”

第三,地面紅外望遠鏡探測到了中子俘獲過程,從而首次提供確鑿證據證實中子星合併就是宇宙金、鉑等超鐵元素的主要起源,而之前天文學家只是推測。

去年2月,LIGO聯合創辦者基普•索恩與雷納•韋斯出席在華盛頓舉行的新聞發佈會。

南非誇祖盧-納塔爾大學的引力波研究專家馬寅哲在發給記者的電子郵件中開玩笑說:“如果有人問戴金戒指的女性朋友,她的金戒指從哪兒來?她應該說,這是從銀河系中的合併中子星那裡產生的。”

通過對此次引力波光學信號的觀測和光譜分析,首次提供確鑿證據證實,中子星合併是宇宙中金銀等元素的主要起源。金志平說:“這就是宇宙中的‘巨型黃金製造廠’。”

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,第一次探測到雙中子星合併。LIGO專案組成員、美利堅大學天體物理學家葛列格里•哈裡告訴新華社記者,此前觀測到的引力波均來自黑洞。黑洞完全由扭曲時空構成,本質上沒有物質,而中子星卻是一個切實星體,觀測兩個中子星合併與觀測兩個原子核合併“並沒有什麼不同”,因此能深入瞭解核物質的行為。

LIGO的技術人員正在美國路易斯安那州利文斯頓市的引力波探測器實驗室內工作。

哈裡說,中子星引力波可以用來直接測量到源的距離,而相應的電磁信號給出了速度,由此可用來校準宇宙膨脹速度,即所謂哈勃常數,從而進一步回答宇宙從哪裡來、又往哪裡去等重大問題。

其次,第一次同時觀測到來自同一個天文事件的引力波和電磁波。通過X光、紫外、可見光、紅外及射電波的觀測,使得確認宿主星系成為可能,並第一次提供一副關於包含中子星的雙星合併後的完整物理圖景。這一事件展示了引力波與電磁波等不同研究團隊之間開展合作的重要性,也標誌著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資訊,”哈裡說,“引力波天文學才剛剛開始,隨著21世紀科技向前發展,我們可以期待引力波觀測將為宇宙學、天文學、天體物理學、核子物理學和引力學以及其他領域帶來更多見解。”

第三,地面紅外望遠鏡探測到了中子俘獲過程,從而首次提供確鑿證據證實中子星合併就是宇宙金、鉑等超鐵元素的主要起源,而之前天文學家只是推測。

去年2月,LIGO聯合創辦者基普•索恩與雷納•韋斯出席在華盛頓舉行的新聞發佈會。

南非誇祖盧-納塔爾大學的引力波研究專家馬寅哲在發給記者的電子郵件中開玩笑說:“如果有人問戴金戒指的女性朋友,她的金戒指從哪兒來?她應該說,這是從銀河系中的合併中子星那裡產生的。”

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