若果真如此,這將標(biāo)志著物理學(xué)家首次得以在可見光下直接觀測(cè)引力波。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)的重要性毋庸置疑,因?yàn)樗鼮槲覀兲峁┝艘环N研究宇宙、解開暗能量等未解之謎的新途徑。
該天文臺(tái)是全球最大的引力波觀測(cè)天文臺(tái),此前已記錄了三次由劇烈爆炸形成的引力波。這幾次引力波均由黑洞相撞產(chǎn)生。
圖中綠色格線代表太陽(yáng)和地球造成的時(shí)空彎曲。愛因斯坦曾在1916年提出的廣義相對(duì)論中描述過(guò)這一效應(yīng)。
對(duì)這項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)的傳聞起自德州大學(xué)奧斯汀分校天文學(xué)家J·克雷格·維勒(J Craig Wheeler)發(fā)表的一條推特:“LIGO又有新發(fā)現(xiàn),和光線有關(guān)。足以驚掉你的下巴!”這使得人們紛紛猜測(cè),激光干涉引力波天文臺(tái)(簡(jiǎn)稱LIGO)的研究人員也許發(fā)現(xiàn)了宇宙中最暴烈事件的存在跡象。
該天文臺(tái)是全球最大的引力波觀測(cè)天文臺(tái),此前已記錄了三次由劇烈爆炸形成的引力波。這幾次引力波均由黑洞相撞產(chǎn)生。從那時(shí)起,美國(guó)的LIGO物理實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)就一直與歐洲處女座干涉儀天文臺(tái)(Virgo)保持合作,提高探測(cè)敏感度。
此前在一次媒體見面會(huì)上,LIGO天文臺(tái)的研究人員曾談起過(guò)欲用該儀器探測(cè)中子星的雄心壯志。而人們認(rèn)為維勒博士的推特指的就是中子星發(fā)出的引力波,因此相信研究人員的努力已經(jīng)有了回報(bào)。這是因?yàn)楹诙串a(chǎn)生的引力波無(wú)法在可見波段進(jìn)行觀測(cè),而中子星相撞時(shí)則會(huì)釋放出可見光,LIGO天文臺(tái)和Virgo天文臺(tái)均利用激光測(cè)定引力波經(jīng)過(guò)時(shí)引發(fā)的微小擾動(dòng)。
據(jù)報(bào)道,光學(xué)天文臺(tái)的科學(xué)家們正將望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)宇宙中最近一次信號(hào)的源頭:位于長(zhǎng)蛇座中一處名為NGC 4993的星系,距我們約1.3億光年。該星系中有兩顆成對(duì)的中子星,或許與此次發(fā)現(xiàn)的引力波有關(guān)。
此前探測(cè)到的三次引力波均由能量驚人的黑洞合并產(chǎn)生。黑洞相撞時(shí)產(chǎn)生的能量比宇宙中所有恒星和星系在任何時(shí)刻輻射出的光能總和還要多。其中時(shí)間最近的一次發(fā)現(xiàn)于今年六月,離我們似乎最為遙遠(yuǎn),相撞的黑洞距地球足有30億光年之遙。
科學(xué)家稱,引力波為我們打開了一扇觀測(cè)宇宙、了解黑洞和中子星等神秘天體的新大門。若能理解這些天文現(xiàn)象,將有助于我們弄清宇宙的起源,“此次發(fā)現(xiàn)使我們以全新的方式深入時(shí)空,這在發(fā)現(xiàn)引力波之前是無(wú)法做到的。”美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)主管弗朗斯·科爾多瓦(France Córdova)指出,“這一次,我們將目光投向了30億光年之外,LIGO天文臺(tái)將繼續(xù)做出偉大的發(fā)現(xiàn),從實(shí)驗(yàn)逐漸過(guò)渡到真正的引力波天文臺(tái),更重要的是,每次探測(cè)結(jié)果不僅僅讓我們目睹了奇景。通過(guò)收集數(shù)據(jù),我們逐步了解了這些天體的起源和特性,從而更好地理解宇宙。”
“我們知道,這僅僅是開始而已。這扇‘宇宙之窗’將不斷擴(kuò)大。成百上千的研究人員從世界各處匯集于此,為L(zhǎng)IGO天文臺(tái)做出自己的貢獻(xiàn),進(jìn)一步了解黑洞合并、中子星和其它天文現(xiàn)象。對(duì)此,我們拭目以待。”
當(dāng)一對(duì)黑洞圍繞彼此旋轉(zhuǎn)時(shí),它們還會(huì)按照自身的軸線旋轉(zhuǎn),就像兩名花樣滑冰選手。有時(shí),當(dāng)一對(duì)黑洞在軌道上移動(dòng)時(shí),會(huì)朝著同一軌道方向旋轉(zhuǎn),名為“校準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)”;有時(shí),它們則會(huì)朝相反方向旋轉(zhuǎn)。此外,黑洞還會(huì)傾斜、偏離原有的軌道平面,LIGO天文臺(tái)的最新數(shù)據(jù)顯示,至少有一個(gè)黑洞與整體的軌道運(yùn)動(dòng)情況不一致。要確定雙黑洞系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)方式,LIGO還需進(jìn)行進(jìn)一步觀察。但從這些早期數(shù)據(jù)中,可總結(jié)出雙黑洞系統(tǒng)可能的形成方式。
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