新華社北京10月16日電(記者 林小春 王玨玢 彭茜)全球多國(guó)科學(xué)家16日同步舉行新聞發(fā)布會(huì),,宣布人類(lèi)第一次直接探測(cè)到來(lái)自雙中子星合并的引力波,,并同時(shí)“看到”這一壯觀宇宙事件發(fā)出的電磁信號(hào),。
這張由加州理工學(xué)院和牛津大學(xué)提供的圖片顯示的是雙中子星GW170817合并的射電波觀測(cè)圖象,。新華社發(fā)
美國(guó)東部時(shí)間8月17日8時(shí)41分(北京時(shí)間20時(shí)41分),,美國(guó)“激光干涉引力波天文臺(tái)”(LIGO)捕捉到這個(gè)引力波信號(hào),。此后2秒,美國(guó)費(fèi)米太空望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到同一來(lái)源發(fā)出的伽馬射線暴,。
這是人類(lèi)歷史上第一次使用引力波天文臺(tái)和電磁波望遠(yuǎn)鏡同時(shí)觀測(cè)到同一個(gè)天體物理事件,,標(biāo)志著以多種觀測(cè)方式為特點(diǎn)的“多信使”天文學(xué)進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代。
“幾十年來(lái),,我們一直孜孜以求準(zhǔn)備探測(cè)雙中子星合并的引力波,,”美國(guó)加州理工學(xué)院LIGO數(shù)據(jù)分析小組負(fù)責(zé)人艾倫·溫斯坦教授說(shuō),“那天早上,,我們所有的夢(mèng)想成真,。”
LIGO項(xiàng)目組在美國(guó)華盛頓發(fā)布這一重大發(fā)現(xiàn),。中國(guó),、德國(guó)、英國(guó)和法國(guó)等國(guó)科學(xué)家也各自舉行新聞發(fā)布會(huì),。相關(guān)論文發(fā)表在《科學(xué)》《自然》等學(xué)術(shù)期刊上,。
引力波是由黑洞、中子星等碰撞產(chǎn)生的一種時(shí)空漣漪,,宛如石頭丟進(jìn)水里產(chǎn)生的波紋,。百年前,,愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論預(yù)言了引力波的存在,但直到2015年人類(lèi)才首次探測(cè)到引力波,,3名美國(guó)科學(xué)家因此獲得今年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),。
在8月17日的事件中,全球約70個(gè)地面及空間望遠(yuǎn)鏡從紅外,、X射線,、紫外和射電波等波段開(kāi)展觀測(cè),確認(rèn)引力波信號(hào)來(lái)自距地球約1.3億光年的長(zhǎng)蛇座內(nèi)NGC4993星系,。
美國(guó)田納西大學(xué)天體物理學(xué)教授邁克爾·吉德里告訴新華社記者,,多信使天文學(xué)結(jié)合使用多種探測(cè)手段,是引力波天文學(xué)的一個(gè)“圣杯”,,“這樣的探測(cè)將在天文學(xué)和天體物理的許多領(lǐng)域開(kāi)啟全新的探索途徑,。”
中國(guó)紫金山天文臺(tái)副研究員金志平參與的國(guó)際團(tuán)隊(duì),,通過(guò)對(duì)此次引力波光學(xué)信號(hào)的觀測(cè)和光譜分析,,首次提供確鑿證據(jù)證實(shí),中子星合并是宇宙中金銀等元素的主要起源,。金志平說(shuō):“這就是宇宙中的‘巨型黃金制造廠’,。”
科普:引力波與宇宙級(jí)“盲人摸象”
新華社北京10月16日電(記者黃堃林小春)最新關(guān)于雙中子星合并產(chǎn)生引力波的發(fā)現(xiàn)備受關(guān)注,。許多科學(xué)家評(píng)論說(shuō),,這標(biāo)志著“多信使天文學(xué)”進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代。那什么是多信使天文學(xué),?打個(gè)比方,,這就是宇宙級(jí)的“盲人摸象”。
“我們常說(shuō)天文學(xué)研究是‘盲人摸象’,,因?yàn)橛钪嫣罅?,要了解它太難了,一種手段往往只能了解一個(gè)方面的信息,,”中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)科學(xué)傳播中心主任鄭永春研究員說(shuō),,“引力波提供了一種與以往觀測(cè)方式完全不同的手段,使多信使天文學(xué)進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代,?!?/p>
兩顆中子星的并合會(huì)產(chǎn)生劇烈的爆炸,這樣的事件會(huì)把重元素拋灑到太空中,。圖片來(lái)源:ESO/L. Cal,?ada/M. Kornmesser
從古人單憑肉眼仰望星辰,到伽利略第一個(gè)將天文望遠(yuǎn)鏡對(duì)向星空,人類(lèi)曾經(jīng)觀察宇宙的唯一方式就是光線,。但這種觀測(cè)不僅受到天氣條件的約束,,所獲得的信息也受到可見(jiàn)光載體的限制。
隨著科學(xué)的發(fā)展,,人們逐漸認(rèn)識(shí)到在可見(jiàn)光之外,,宇宙中還存在X射線、無(wú)線電波等看不見(jiàn)的電磁波,。通過(guò)探測(cè)它們,,可以觸摸到宇宙這只“大象”的另外一些方面。比如黑洞的引力讓光線也無(wú)法逃脫,,人們無(wú)法看見(jiàn)黑洞,,但是它會(huì)釋放出很強(qiáng)的X射線,讓天文學(xué)家得以分析黑洞的若干性質(zhì),。
“X射線,、可見(jiàn)光、無(wú)線電波都是電磁波,,只是波長(zhǎng)不同,,所以逐漸發(fā)展出‘全波段天文學(xué)’,就是用各種波段來(lái)研究同一個(gè)天文現(xiàn)象,,能得到更客觀和更深刻的認(rèn)識(shí),,”鄭永春說(shuō),“還是用‘盲人摸象’打比方,,用不同方式摸得多了,,宇宙的‘形態(tài)’也能慢慢呈現(xiàn)出來(lái)?!?/p>
引力波的發(fā)現(xiàn),又提供了一種全新的“摸象”方式,。引力波是與電磁波本質(zhì)不同的物理現(xiàn)象,,雖然百年前愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論就預(yù)言了引力波的存在,但由于相關(guān)信號(hào)非常微弱,,直到2015年才由美國(guó)“激光干涉引力波天文臺(tái)”(LIGO)第一次探測(cè)到由雙黑洞合并產(chǎn)生的引力波信號(hào),。
科學(xué)家想象中的中子星內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖片來(lái)源:Wikipedia | 翻譯:易舒序
本次LIGO項(xiàng)目組宣布發(fā)現(xiàn)的引力波,,來(lái)自距地球約1.3億光年處的雙中子星合并,。與黑洞合并只產(chǎn)生引力波不同的是,中子星合并除了產(chǎn)生引力波外,,還發(fā)出了大量的電磁波,。對(duì)于這次事件,全球約70個(gè)地面及空間望遠(yuǎn)鏡從紅外、X射線,、紫外和射電等波段進(jìn)行了觀測(cè),。這是有史以來(lái)第一次,人類(lèi)同時(shí)探測(cè)到來(lái)自同一個(gè)天文事件的引力波與電磁波,。
這就是讓天文學(xué)家感到興奮的“多信使天文學(xué)”,。引力波和電磁波作為不同的“信使”,可以告訴我們同一個(gè)天文事件在不同方面的信息,。美國(guó)田納西大學(xué)天體物理學(xué)教授邁克爾·吉德里說(shuō),,“多信使天文學(xué)”是天文學(xué)家長(zhǎng)期追求的“圣杯”,將對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的未來(lái)產(chǎn)生巨大影響,。
從肉眼觀星到使用望遠(yuǎn)鏡,,從“全波段天文學(xué)”到“多信使天文學(xué)”,人類(lèi)認(rèn)識(shí)宇宙的手段在逐漸豐富,,這頭仍有不少謎團(tuán)的宇宙“大象”,,最終會(huì)向人類(lèi)展示出它的真面目。