引力波是非常弱的一种信号,弱到连爱因斯坦本人都曾怀疑能否建造足够灵敏的探测器,探测引力波很长一段时间内被视为“不可能完成的任务”。
由于引力波产生的效应很小,如果不主动去除外界干扰,不可能从“背景波动”中分辨出引力波信号。地震波、火车噪声、观测设备本身的极微小活动等都会构成干扰。
可是,技术是飞速发展的。《科学》杂志和《自然》杂志都预测,随着探测仪器灵敏度大幅提高,今年的最重大科学发现可能就引力波。一些刚升级的探测器也许能让物理学家一“睹”引力波的真面目,其中之一便是“激光干涉引力波”天文台(LIGO)”。这个位于美国路易斯安那州利文斯顿市与华盛顿州小城汉福德市之间数公里长的观测设施已于不久前完成改造工作,其探测灵敏度比5年前提高了10倍。
引力波被发现
LIGO拥有巨大的L形测量臂,每边各有4千米长,两端设有反射镜面。发出的一束激光沿着L形互相垂直的两边前进并被来回反射。一般情况下,激光由于干涉而互相抵消,探测器接收不到光信号,但一旦引力波经过,便会改变激光通过的距离,从而被观测到。
探测引力波需要探测器具有极高的灵敏度,还需区分开来引力波信号和环境或仪器噪声。10多个国家超过1000名科学家参与了这个搜寻引力波的项目。《科学》杂志和《自然》杂志都预测,随着探测仪器灵敏度大幅提高,今年的最重大科学发现可能就是引力波。
幸福似乎来得太快。没想到两大顶级科学杂志话音刚落,人类就有了如此大的收获。位于利文斯顿与汉福德的两台探测器同时观测到了后来被命名为GW150914的引力波信号。科学家们通过进一步的数据分析还证实了这是两个黑洞合并的事件。
科学家探测到引力波
真的幸福来得快吗?你错了。科学家去年9月就观测到了引力波。但科学家也怕闹乌龙,因此需要各方面的论证来证明这确定无疑是引力波。几个月后才宣布本次成果。
LIGO项目共同创始人、麻省理工大学教授赖纳·韦斯说:“如果我们能够把这一消息告诉给爱因斯坦,那么他的表情一定会很好玩。”
在当天的记者会上,也有人问科学家探测到引力波信号是不是好得过头了?LIGO项目科学家的回答是,他们花了几个月的时间进行验证,这也是为什么去年9月探测到引力波信号,却拖到今天才宣布。这些科学家还相信,随着探测器灵敏度的提高,今年应该会探测到更多引力波信号。
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