引力波
直到最近,所有的天文学都建立在我们能从宇宙中观测到的光子和我们对那些光子的理解。随着引力波天文学的引入,这一情况已经发生了变化。爱因斯坦的相对论断言,引力场的变化将以光速在宇宙中传播。这些引力场的变化被称为引力波。它们携带了关于宇宙中天体运动的信息。
在过去的几十年里,用于探测引力波的尖端技术已经被开发出来。成果就是LIGO,即激光干涉仪引力波天文台。LIGO由美国境内的两个相距甚远的干涉仪组成,一个在华盛顿州Hanford,另一个在路易斯安那州Livingston,它们协同运作以探测引力波。每个仪器都是L形的,由两条4公里长的真空隧道、一个激光器和一系列镜子组成。引力波导致空间本身在一个方向上伸展,在垂直方向上同时压缩。这意味着当一个引力波通过时,LIGO仪器的一个臂会变长,而另一个臂会变短,因此激光光必须在两臂之间行进不等的距离。实际上,由引力波引起的臂长差大约是质子宽度的10,000倍之小。达到这种精度水平是一项令人难以置信的工程壮举。LIGO的成功开启了天文学的一个新分支,并使人类更接近于理解宇宙。要了解更多关于LIGO项目的信息,我们鼓励您访问他们的网站。
第一次探测
2015年9月14日,LIGO发布了他们首次探测的证据。他们观测到了两个黑洞合并产生的引力波,每个黑洞的质量约为我们太阳的30倍。这次事件非常强烈;据估计,仅在几分之一秒内,它就释放出了比可观测宇宙中所有恒星更多50倍的能量。
下面是关于这次观测的一段声音化的视频。观测到的“啁啾”发生在黑洞彼此旋转越来越近,引力波频率增加的过程中。在这12秒的视频中,这段啁啾播放了8次。在前两次播放中,声音的频率与引力波的频率完全匹配。在接下来的两次播放中,声波频率被调整以更好地匹配人类的听觉范围。然后在接下来的四次播放中重复这种模式。
具有光学对应体的引力波事件
2017年10月16日,LIGO宣布了他们首次探测到来自双中子星螺旋合并的引力波。值得注意的是,与引力波一起,从这次碰撞中观测到了多波段的电磁波。这是首次一个宇宙事件同时通过引力波和光被观测到。
在下面的视频中,可以听到引力波信号的“啁啾”声,紧接着是一个与从中子星合并观测到的伽马射线暴相对应的“叮”声。
本页的内容来自于 LIGO网站.