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重力波:深空变形的三次检测

来源:内蒙广播电视网 责任编辑:李咏刚 人气: 发布时间:2017-06-02
摘要:科学家们正在报告另一阵引力波。 这些信号被美国的高级LIGO设施所采集,并决定来自与地球约三十亿光年的两个巨大黑洞的合并。 实验室的激光仪器第三次受到空间时间的扭曲的干扰。 侦察证实,宇宙调查的新时代现在正在进行之中。 LIGO科学合作发言人David Sho
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科学家们正在报告另一阵引力波。

这些信号被美国的高级LIGO设施所采集,并决定来自与地球约三十亿光年的两个巨大黑洞的合并。

实验室的激光仪器第三次受到空间时间的扭曲的干扰。

侦察证实,宇宙调查的新时代现在正在进行之中。

LIGO科学合作发言人David Shoemaker表示:“从第三个高度自信的事件中脱离出来的关键是我们正在从新颖的角度转向新的观测科学 - 引力波的新天文学。

最新的检测,这是在10:11 GMT 1月4日提出,在接受杂志上发表的论文中描述的物理评论快报。

再次,这是一个黑洞的合并,再次涉及的能量尺度是非凡的。

分析表明,合并的两个黑洞的起始质量刚刚超过我们太阳的31倍和19倍。当他们终于聚集在一起时,他们产生了一个49个太阳能群体下的一个物体。

这意味着一致性辐射出了大量的纯能量。

华盛顿州汉福德的LIGO实验室的 Michael Landry解释说:“这些是人类目睹的最强大的天文学事件。

“在这种情况下,太阳质量的两倍被转换为空间形状的变形,这种能量在很短的时间内被释放出来,而这些能量并不是轻微的,这就是为什么你必须有引力波探测器“。

重力波 - 时空结构中的涟漪

  • 引力波是广义相对论理论的预言
  • 开发技术直接检测它们需要几十年的时间
  • 它们是由暴力事件产生的时空结构中的波纹
  • 加速质量产生以光速传播的波
  • 可检测的来源应包括合并黑洞和中子星
  • LIGO将激光器激发成长L形隧道; 波浪干扰了光线
  • 检测波浪开启了宇宙,进行全新的调查

与以前的两次观察结果一样 - 在2015年9 月和12月,科学家们不确定1月4日事件发生在何处。从汉福德首先拾起的信号与路易斯安那州利文斯顿的第二个实验室之间的三毫秒差距,研究人员只能指定源的可能性。

传统的望远镜被警告,寻找一盏闪光灯,但他们没有看到任何可以自信地归因于黑洞的合并。

当意大利比萨省的第三站VIRGO在今年夏天与美国双方一起开始工作时,LIGO的合作只会解决这个三角测量问题。

“每15分钟

引力波的检测已被描述为近几十年来最重要的物理学突破之一。

能够感觉到由于灾难性事件而发生的时空的扭曲代表了宇宙研究中的一个变革性步骤,它不依赖于以任何形式感测电磁辐射 - 从无线电和光学光通过到X射线和γ射线。现在,为了“看到”遥远的事件,科学家们也可以“聆听”这些事件,因为它们振动了宇宙的结构。

而且这种方法马上告诉研究人员新事物。一个简单的发现就是认识到一个全新的黑洞。在LIGO的发现之前,这些物体的轨道对,25个太阳质量和更大的一些是完全未知的。

英国格拉斯哥大学合作团队成员Sheila Rowan评论说:“两年来,我们已经不知道这些系统存在,真的有信心,那里有一大堆人。” 她告诉BBC新闻报道:“这与从宇宙中某个地方每15分钟一次通过我们的这些系统的引力波一致。对未来的追求是让LIGO敏感地检测到更多的这些事件。

不间断的爱因斯坦

现在也可能是黑洞性质的新研究。科学家们可以从1月4日的信号中了解到,物体的旋转在一起时并没有完全对齐。

这表明它们不是由一对以前的轨道星形成的,它们爆炸然后坍塌成黑洞。相反,他们的起源更可能是导致独立生活的明星,只有在一些终点阶段才是二重奏。

合作的副发言人劳拉·卡多纳蒂(Laura Cadonati)说:“在第一种情况下,我们预计这种旋转将保持一致。“所以,我们找到了一个新的平铺,把握形成机制的难题。”

此外,引力波天文学允许对爱因斯坦理论进行新的测试。由于距离这个合并(距离2015年事件的距离是两倍),研究人员可以更容易地找到称为“分散”的效果。

对于光,这描述了不同频率的电磁辐射如何通过物理介质以不同速度行进,例如在玻璃棱镜中产生彩虹。

爱因斯坦的一般相对论在禁止发射在引力波中的任何分散体,从它们的空间向地球移动。

美国宾夕法尼亚州立大学的LIGO团队成员Bangalore Sathyaprakash解释说:“我们的测量对于不同频率的速度的微小差异非常敏感,但是我们没有发现任何分散,再次未能证明爱因斯坦是错误的。英国加的夫大学

1月4日,引用波浪科学的先驱Heinz Billing在102年逝世的那一天,令人震惊的是巧合。

德国物理学家和计算机专家建立了第一台激光干涉仪 - 现在用于检测引力波的仪器。他早期的工作被认为为最终LIGO系统的发展做出了重要贡献。

LIGO的合作者Jim Hough回忆说:“他们的团队在1975年左右开始,就在我们在格拉斯哥进行之前。“他们遵循美国赖维斯(Rai Weiss)使用多束延迟线的想法,当然德国的探测器绝对精湛,他们在德国继续做了很多精彩的工作。”

  • 激光被送入机器,其光束沿着两条路径分开
  • 单独的路径在阻尼镜之间来回跳动
  • 最后,将两个光束重组并发送到检测器
  • 通过实验室的重力波会扰乱设置
  • 理论认为他们应该非常巧妙地拉伸和挤压它的空间
  • 这应该表现为轻武器长度的变化
  • 光电检测器在重组光束中捕获该信号

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