新華社北京10月16日電（記者林小春王玨玢彭茜）全球多國科學(xué)家16日同步舉行新聞發(fā)布會(huì),，宣布人類第一次直接探測(cè)到來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“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，美國費(fèi)米太空望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到同一來源發(fā)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(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,，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，“那天早上,，我們所有的夢(mèng)想成真,。”

LIGO項(xiàng)目組在美國華盛頓發(fā)布這一重大發(fā)現(xiàn),。中國,、德國、英國和法國等國科學(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年人類才首次探測(cè)到引力波,，3名美國科學(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展觀測(cè)，確認(rèn)引力波信號(hào)來自距地球約1．3億光年的長蛇座內(nèi)NGC4993星系,。

美國田納西大學(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)域開啟全新的探索途徑,。”

中國紫金山天文臺(tái)副研究員金志平參與的國際團(tuán)隊(duì),，通過對(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：“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,，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”。

“我們常說天文學(xué)研究是‘盲人摸象’,，因?yàn)橛钪嫣罅耍私馑y了,，一種手段往往只能了解一個(gè)方面的信息,，”中國科學(xué)院國家天文臺(tái)科學(xué)傳播中心主任鄭永春研究員說，“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,。”

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)到在可見光之外,，宇宙中還存在X射線、無線電波等看不見的電磁波,。通過探測(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法逃脫,，人們無法看見黑洞,，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、可見光,、無線電波都是電磁波,，只是波長不同，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,，“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,?！?/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“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)。這是有史以來第一次,，人類同時(shí)探測(cè)到來自同一個(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,。美國田納西大學(xué)天體物理學(xué)教授邁克爾·吉德里說,，“多信使天文學(xué)”是天文學(xué)家長期追求的“圣杯”，將對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的未來產(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)向人類展示出它的真面目。

又見引力波,！這一次,，中國沒有錯(cuò)過

新華社南京10月16日電（新華社記者王玨玢、蔣芳,、白國龍）這一次,，中國沒有錯(cuò)過！

北京時(shí)間16日22時(shí),，科學(xué)家們?cè)诙鄧汲晒μ綔y(cè)到第一例雙中子星引力波事件,，人類首次窺見引力波源頭的奧秘。我國包括南極巡天望遠(yuǎn)鏡ＡＳＴ3－2,、國內(nèi)第一顆空間Ｘ射線天文衛(wèi)星慧眼望遠(yuǎn)鏡在內(nèi)的多臺(tái)設(shè)備參與觀測(cè)引力波事件,，我國科研人員還借助引力波光譜解開了宇宙中金、銀等超鐵元素的產(chǎn)生之謎,。

尋到宇宙“黃金之源”

“中子星合并是宇宙的‘巨型黃金制造廠’,，借助引力波探究中子星，可以讓人類窺見金,、銀等超鐵元素,，是如何在宇宙‘盛大焰火’中產(chǎn)生的?！敝锌圃鹤辖鹕教煳呐_(tái)副研究員金志平參加的國際團(tuán)隊(duì),，通過引力波光學(xué)信號(hào)的觀測(cè)和光譜分析確定，中子星合并確實(shí)是宇宙中金銀等超鐵元素的主要起源地,。

2017年8月17日,，第4例引力波事件發(fā)生后的第3天，美國激光干涉引力波觀測(cè)臺(tái)ＬＩＧＯ又發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的引力波信號(hào)ＧＷ170817,。與前4例黑洞合并所產(chǎn)生的引力波不同,，ＧＷ170817是一個(gè)由雙中子星合并產(chǎn)生的引力波。全球約70個(gè)地面及空間望遠(yuǎn)鏡從紅外、Ｘ光,、紫外和射電等多個(gè)波段開展后續(xù)觀測(cè),。

這其中，也包括中國架設(shè)在昆侖站的南極巡天望遠(yuǎn)鏡ＡＳＴ3－2,。身在南京的中科院南極天文中心的年輕成員胡鐳,，是第一個(gè)注意到南極巡天望遠(yuǎn)鏡ＡＳＴ3－2“有情況”的人。

胡鐳告訴記者,，8月18日中午,，南極團(tuán)隊(duì)獲知引力波信號(hào)準(zhǔn)確方位后，立刻調(diào)整巡天望遠(yuǎn)鏡角度,，把望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)角度拉到極限,，歷時(shí)10天，每天2小時(shí),，終于在預(yù)期坐標(biāo)內(nèi)看到了那個(gè)寶貴的亮點(diǎn),。中國在南極抓住了這個(gè)機(jī)會(huì)！

“沒看到”也重要

那些“看到”令人狂喜,，有的“沒看到”也至關(guān)重要。引力波事件發(fā)生時(shí),，全球僅有4臺(tái)Ｘ射線和伽馬射線望遠(yuǎn)鏡成功監(jiān)測(cè)到爆發(fā)天區(qū),，中國的空間Ｘ射線天文衛(wèi)星慧眼望遠(yuǎn)鏡便是其中之一。

慧眼望遠(yuǎn)鏡是2017年6月15日從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空的,。中科院高能物理研究所的專家說,，參與本次引力波事件觀測(cè)時(shí)，慧眼望遠(yuǎn)鏡剛剛試運(yùn)行2個(gè)月,。

慧眼望遠(yuǎn)鏡帶有高能,、中能、低能Ｘ射線望遠(yuǎn)鏡和空間環(huán)境監(jiān)測(cè)器等科學(xué)儀器,，能將以自身為圓心的全宇宙360度的范圍納入視野之內(nèi),；能對(duì)銀河系進(jìn)行大天區(qū)巡天和掃描，發(fā)現(xiàn)新的高能天體,；也能借助伽馬射線暴工作模式,，發(fā)現(xiàn)其他劇烈爆發(fā)現(xiàn)象，可幫助研究宇宙深處大質(zhì)量恒星的死亡及中子星并合等過程中的黑洞形成,。

“大家普遍預(yù)計(jì),，在兆電子伏特能段，引力波電磁對(duì)應(yīng)體將非常明亮,，而事實(shí)上,，慧眼望遠(yuǎn)鏡沒有探測(cè)到這樣的輻射，給出了兆電子伏特能段的流強(qiáng)上限,，說明它的輻射性質(zhì)比較復(fù)雜,，跟理論預(yù)言相距甚遠(yuǎn),。這同樣是具有歷史意義的發(fā)現(xiàn)?！敝锌圃焊吣芩垩弁h(yuǎn)鏡伽馬暴和引力波電磁對(duì)應(yīng)體研究組負(fù)責(zé)人熊少林說,。

為那一秒的相遇，人類探尋百年

天體劇烈活動(dòng)引起的時(shí)空擾動(dòng),，好比在浩渺的宇宙中央投下一顆石子,，歷經(jīng)10多億年漫漫星系之旅，時(shí)空的漣漪最終與地球邂逅1秒,。從1916年愛因斯坦的預(yù)言,，到2016年2月首次確定探測(cè)到引力波信號(hào)，人類為了這最后1秒的相遇,，苦苦探尋百年,。

自首次發(fā)現(xiàn)，人類“觸波”的頻率明顯加快,。2015年12月,、2017年1月和8月，人類又先后探測(cè)到3次由雙黑洞合并觸發(fā)的引力波,。特別是最新的一次,，編號(hào)為ＧＷ170814的雙黑洞引力波被兩臺(tái)位于美國的ＬＩＧＯ設(shè)備和一臺(tái)歐洲“處女座”（Ｖｉｒｇｏ）引力波探測(cè)器同時(shí)找到。3臺(tái)設(shè)備聯(lián)手發(fā)現(xiàn),，大大精確了引力波在太空中的方位,，引力波探索又向前邁進(jìn)了一大步。

第五次引力波信號(hào)也是第一次中子星合并引力波,，更是引起了全球天文界的一波狂歡,。在8月17日的事件中，全球約70個(gè)地面及空間望遠(yuǎn)鏡從伽馬射線,、Ｘ光,、紫外、光學(xué),、紅外和射電等波段開展后續(xù)觀測(cè),，確認(rèn)引力波信號(hào)來自地球約１．３億光年的長蛇座內(nèi)ＮＧＣ４９９３星系，兩顆中子星的質(zhì)量均不超過太陽的兩倍,。

引力波天文學(xué)時(shí)代正在到來

2017年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),，頒給了3名為引力波探測(cè)作出重要貢獻(xiàn)的美國科學(xué)家。引力波天文學(xué)的時(shí)代正在到來,。

吳雪峰,、金志平等研究人員預(yù)測(cè)，下一個(gè)探測(cè)亮點(diǎn)應(yīng)該是中子星、黑洞合并產(chǎn)生的引力波事件,。樂觀估計(jì),，這一激動(dòng)人心的發(fā)現(xiàn)可能在未來一兩年內(nèi)就與人類見面。此外,，白矮星等天體合并產(chǎn)生的低頻引力波,、以及宇宙開端大爆炸產(chǎn)生的原初引力波，還有待進(jìn)一步探尋,。

在這個(gè)領(lǐng)域,，中國近年來相繼提出“阿里計(jì)劃”“天琴計(jì)劃”和“太極計(jì)劃”，在陸地和空間探測(cè)中低頻和低頻引力波,。

在“慧眼”的技術(shù)基礎(chǔ)之上,，中國科學(xué)院高能物理研究所提出了專門探測(cè)引力波閃的引力波高能電磁對(duì)應(yīng)體全天監(jiān)測(cè)器項(xiàng)目（ＧＥＣＡＭ），并將其命名為“閃電”,。

據(jù)熊少林介紹,，“閃電”不僅能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)全天隨機(jī)爆發(fā)的引力波閃，而且具有更低的探測(cè)閾值,、更高的監(jiān)測(cè)靈敏度以及更好的定位能力,，對(duì)引力波閃的綜合探測(cè)性能遠(yuǎn)超現(xiàn)有望遠(yuǎn)鏡。如能順利立項(xiàng),，這有望使我國在引力波電磁對(duì)應(yīng)體的探測(cè)研究上達(dá)到國際領(lǐng)先水平,。

中科院紫金山天文臺(tái)研究員韋大明說：“引力波能幫人類洞悉整個(gè)宇宙的起源。如果找到合適的引力波,，人們將有機(jī)會(huì)為大爆炸等一系列基本物理假設(shè)找到證據(jù)。到那時(shí),，人類會(huì)以前所未有的方式看到塑造宇宙的力量,。”

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