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引力波探测:先驱者的悲剧

2017-07-06卢昌海

南方周末 2017-07-06
关键词:信号

如果说爱因斯坦是引力波理论的先驱,那么韦伯就是引力波探测的先驱。正如爱因斯坦会犯错误一样,韦伯在引力波探索史上也有一段曲折的故事。

卢昌海

约瑟夫·韦伯(Joseph Weber)生于1919年,早年是学工程的。他不仅在探索引力波的历史上有过曲折,就连人生经历也充满了惊险,二战期间曾一度在航母上服役,先是躲过了日本对珍珠港的突袭,而后又在惨烈的珊瑚海海战中幸存(他所服役的航母在遭重创后自沉)。战后的韦伯开始研究物理,并于20世纪60年代开始建造一系列所谓的“韦伯棒”,用来探测引力波,成为最早将引力波探测付诸实施的物理学家。

“韦伯棒”

“韦伯棒”之所以能探测引力波,是因为引力波可以引发它的振动,若频率合适的话,还可引发共振,通过对共振信号的监测,“韦伯棒”原则上就具备了发现引力波的潜力。当然,实际的情形要复杂得多,“韦伯棒”探测到的也可能只是噪音。为了消除噪音,韦伯与他的合作者们做了长达数年的努力,并且采用了通过两个远距离分隔的“韦伯棒”来探测引力波的做法(因为噪音不太可能对两个远距离分隔的“韦伯棒”产生同步的影响,引力波则可以,因此通过探测同步信号,韦伯可以将噪音甄别出来)。

虽然物理学家们普遍不看好引力波探测(因为引力波非常微弱),但韦伯的尝试在当时几乎是唯一认真付诸行动的引力波探测,因而还是引起了一些兴趣,并且也得到了一些起码是口头上的支持。……

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