引力波带来的新成果
2022-08-19编译高原兴谢懿
世界科学 2022年8期
关键词:质量
编译 高原兴 谢懿

2017年10月,诺贝尔物理学奖授予了推动引力波探测的三位物理学家。100多年前,爱因斯坦就预言了引力波;100多年后,这一颁奖为艰难的引力波探寻之旅画上了完美的句号。
事实上,这既是结束,也是开始。如果传统天文学是观看宇宙,那么引力波天文学则是聆听宇宙。作为时空的涟漪,引力波的发现赋予了天文学家一种全新的感知手段,能为认识宇宙提供大量的信息。
在这之后短短的几年内,伴随着探测到众多的引力波事件,一个此前未知的宇宙也逐渐露出了端倪。引力波正在揭示宇宙中最另类天体的纷繁多样性,展示恒星死亡的崭新细节,解开长期以来宇宙中黑洞星族的谜团。此外,也许很快就会探测到一种全新的引力波,它可以揭秘一些在大爆炸余波中形成的神秘天体。
巨型鹅卵石
把鹅卵石扔到池塘里,水波会以同心圆的方式向外扩散。引力波与此类似,但不同于鹅卵石和水,需要由诸如黑洞这样的大质量运动天体来搅动时空,由此泛起的涟漪才会在三维空间中向外传播。引力波曾是爱因斯坦广义相对论最后几个未经证实的预言之一,也是大批科学家耗费几十年试图探测它的原因。
为此,美国建造了两台巨大的仪器,统称为激光干涉引力波天文台。这两台探测器会从中心朝几千米外、两个不同方向上的镜面发射精密的激光。这两束激光所经过的路径长度相同,当它们返回原点时,所出现的任何细微差异都表明其穿过的空间发生了变化,暗示可能有途经地球的引力波在拉伸和挤压时空。……
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