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美科学家探测到引力波印证爱因斯坦百年前预言

美国科研人员11日宣布,他们利用激光干涉引力波天文台(liGO)于去年9月首次探测到引力波。这一发现印证了物理学大师爱因斯坦100年前的预言。

早在1915年,爱因斯坦在广义相对论的基础上提出了引力波的存在,并预言强引力场事件可产生引力波,比如黑洞合并、脉冲星自转以及超新星爆发等。

现代物理学认为,引力波是一种与电磁波不同的辐射,无法通过电磁辐射直接观测。引力波与宇宙中物质的相互作用是非常微弱的,因此可以传播至很远的宇宙空间。

为“捕获”引力波,美国国家自然科学基金会于上世纪90年代在路易斯安娜州利文斯顿和华盛顿州汉福德各建造了一个激光干涉引力波天文台(liGO)。每个天文台都有两个长达4公里的测量臂,呈L型排列。来自加州理工学院、麻省理工学院等90多所高校的1000多名科学家参与liGO的日常探测和研究。

美国东部时间2015年9月14日5时51分,位于利文斯顿的探测器首先传出撞击声,7毫秒后,汉福德的探测器也传出撞击声。这意味着有引力波传到了地球,并被两个天文台探测到。

liGO官网11日在一份新闻稿中表示,此次探测到的引力波是由两个黑洞合并引发的。这两个黑洞的直径都在150公里左右,它们不断靠近,旋转,并最终合并成一个黑洞。两个黑洞一个达到太阳质量的29倍,一个为太阳质量的36倍。据推测,两个黑洞的合并发生在13亿年前,合并过程中产生的引力波经漫长的传播最终抵达地球。

据推测,两个黑洞以1/2倍光速的速度相撞后合并。二者在合并的过程中释放出约3个太阳质量的能量,这些能量以引力波的形式辐射出去。

liGO的创始者之一、麻省理工学院物理学教授雷纳·维斯说,“引力波的发现漂亮地印证了爱因斯坦在100年前的预言。如果我们有机会告诉他这件事,我真想看看他脸上的表情。”

在哥伦比亚大学物理学教授绍博尔齐·马尔卡看来,人类此前的天文学发现都好似“眼睛”,而引力波的发现意味着人类长了“耳朵”。他表示,引力波携带大量信息,它的发现可帮助科研人员更好地了解黑洞。

学界普遍认为,引力波的发现是物理学和天文学的一项重大突破。它开启了人类探索宇宙的一扇大门,甚至可能揭开宇宙诞生早期的奥秘。

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