写于 2018-11-17 07:18:01| 奇幻城国际唯一官网| 娱乐
一百年前,阿尔伯特爱因斯坦发表了他的广义相对论,描述了引力如何扭曲和扭曲时空这一理论引发了我们对宇宙理解的一场革命,它做出了一个甚至爱因斯坦所怀疑的预言:引力波的存在今天,一个世纪之后,我们得到了确认,通过先进激光干涉仪引力波天文台(aLIGO)探测器探测到引力波这里我们收集了来自周围一些主要天文学家和天体物理学家的反应和分析。世界爱因斯坦怀疑是否能够检测到引力波,因为预测的波浪是如此微弱,爱因斯坦正确地想知道 - 2015年9月14日aLIGO干涉仪检测到的信号导致每个L形探测器的每个臂仅改变十亿分之一十亿分之一米,比质子半径小约400倍它可能测量这种微小的变化是不可思议的,特别是像一个像LIGO这样的巨型设备但秘密在于激光器(LIGO中的真正的“L”),每个臂都向下投射,爱因斯坦本人间接地帮助激活这些激光器,首先是用光子(为此获得诺贝尔奖)解释光电效应,其次,通过创建(与Bose一起)激光的理论基础,产生相干光子束,所有光子都具有相同的频率和方向。 aLIGO武器每秒有近万亿亿光子撞击镜子,所有光子都能感应到干涉仪镜子的精确位置正是这种集体的相干传感使得有可能确定一面镜子在一个方向上移动,而一面镜子在另一只手臂向另一个方向移动这种与众不同的微分运动是引力波的特征,它是一种瞬间差异的空间扭曲elf通过正常操作aLIGO,几乎完全取消从两个臂返回的光(破坏性干涉),科学家因此可以通过寻找输出光束的瞬间增亮来检测引力波的通过特定的增亮模式9月14日观察到的情况与爱因斯坦的广义相对论在死亡螺旋的最后时刻预测两个大黑洞的情况非常吻合。爱因斯坦的光子理论有助于验证爱因斯坦的引力理论,创建一个世纪后的结果几乎就在100年前,爱因斯坦发表了“Die Feldgleichungen der Gravitation”,其中他提出了一种新的引力理论,他的广义相对论爱因斯坦不仅通过解释意外的轨道改进了他的前任牛顿。水星的行星,但他超越并制定了一套震动的预测我们对宇宙及其在宇宙中的位置的理解的基础这些预测包括导致天空中透镜物体的光线弯曲,黑洞的存在,光线无法从中逃脱,以及现代的整个框架对宇宙学的理解爱因斯坦的预测到目前为止都证明是正确的,而今天,最终的预测已被直接检测到,引力波,通过空间的微小波纹;两个巨大的天体相互旋转散发出来的能量这是本世纪的发现,它正在被宣布的其中一个地方也许是诗意的,就像500年前传说中的那个地方一样。伽利略丢掉了两个巨大的物体,以测试物质对重力的反应当我们沐浴在这个时刻的荣耀中时,应该问一下,天文学和物理学的下一步是什么以及谁将带来下一次革命?今天的发现将成为明天的历史高级LIGO带来了一种测试引力的新方法,解释宇宙,但它也带来了各种时代的终结现在是下一个边界的时候了,Square Kilometer Array项目终于到来了非洲和澳大利亚,全球南方以及非洲本身都准备提供下一次重力研究 引力波的这一显着发现不仅是物理学上的一次非凡突破,而且是一个非常令人惊讶的大型黑洞二进制系统的一瞥,意味着两个合并在一起的黑洞黑洞是黑暗的物体,其质量超出了可能的范围。中子星,是一种非常紧凑的恒星 - 大约10公里宽,重达两个太阳质量想象这种密度,想想整个人口挤在茶勺上黑洞比我们更加极端多年来对二元中子星的了解和引力波的首次探测预计会发生两个中子星碰撞我们对黑洞对的了解到目前为止,我们对围绕它们的恒星的研究来说这些二元系统通常都有黑洞质量是太阳质量的5到20倍但LIGO已经看到两个黑洞,其质量约为太阳质量的30倍,最终合并后的二元系统这是显着的,有几个原因它是第一次检测到两个合并的黑洞,它比LIGO预期找到源更远的距离,并且系统中的总质量也远大于预期。这引发了有关的问题。可能产生这个系统的恒星我们知道大质量的恒星死在超新星中,而这些超新星中的大多数(可能至少有60%)产生中子星。质量更大的恒星有非常大的核心,它们会坍塌而且太大而不能成为稳定的中子星。它们一直坍塌到黑洞但是一个有两个黑洞,大约30个太阳质量的二元系统令人费解我们知道在我们自己和附近的星系中有大量的双星系统,它们的初始质量远远超过100个太阳但是我们看到他们通过巨大的辐射压力来减少质量,他们被预测,并经常被观察到,他们的生命结束了更小的质量 - 通常是太阳的十倍左右如果LIGO对象是一对30个太阳质量的黑洞,那么形成它的恒星必定至少像天文学家所要求的那样 - 大质量恒星如何能够如此大地终结他们的生命,他们怎么能创造如此巨大的黑洞呢?除了引力波发现之外,这一显着的结果将影响天文学的其余部分一段时间。引力波的检测是阿尔伯特爱因斯坦最终预测的确认,并结束了长达一个世纪的搜索甚至他认为将永远未经测试的东西这个发现并不是我们用一种全新的感觉探索周围宇宙的时代的结束,而是一个开始。触摸,嗅觉,视觉和声音都在电磁场中使用涟漪,我们称之为光,但现在我们可以利用时空背景领域的涟漪来“看到”我们周围环境这就是为什么这个发现如此令人兴奋高级激光干涉仪引力波天文台(aLIGO)测量了遥远的时空微小伸展碰撞黑洞,让他们对广义相对论中最极端的物体有一个独特的视角当涟漪穿过时,时空的确切“振铃”探测器测试这个理论和我们对引力的理解没有其他实验可以我们甚至可以探测星系生长和碰撞的方式,试图测量超大质量黑洞甚至更大的碰撞引力波作为它们被包含在一起的星系特别是澳大利亚在这次搜索中是一个领先的国家,使用遥远的脉冲星作为帕克斯望远镜的统治者除了二进制黑洞之外,aLIGO还将探测来自其他事件的引力波,例如中子星的碰撞,这是剩下的密集残余物。当大质量恒星坍塌时天文学家认为两颗中子星碰撞可能引发伽马射线爆发,我们可以通过“常规”望远镜探测到这种情况。在澳大利亚,我们一直在使用Murchison宽场阵列和澳大利亚广场公里阵列探测器来探测后续aLIGO候选人aLIGO是一个非常敏感的仪器,但它很难确定gravi的位置来自我们的射电望远镜可以非常快速地扫描大面积的天空,因此可以在识别事件中发挥关键作用这个项目就像我从事的其他工作一样 当aLIGO识别候选人时,它向国际天文学家网络发出私人警报我们用望远镜尽快回应,扫描事件被认为发生的区域,看看我们是否能检测到任何电磁辐射保密 - 即使其他人使用我们的望远镜也不允许知道我们指向他们的位置为了确保他们复杂的处理管道工作正常,aLIGO团队中的某个人员将虚假事件插入到流程中没有人在团队中,或者我们这些跟进的人,知道我们所回应的是真实的还是其中一个假事件我们真的处在一个大科学的时代这个令人难以置信的结果不仅是数百名研究人员和工程师的工作,但是还有数百名天文学家在全球范围内合作我们迫切期待下一次aLIGO观测运行,看看我们能找到的其他东西很少有发现如此急切的反对cipated当我在大学本科时,大约20年前,我记得一位物理讲师告诉我们试图探测引力波的实验感觉这个发现迫在眉睫,这是最令人兴奋的发现之一。物理质量和能量扭曲空间结构是大多数捕捉想象力的广义相对论之一然而,虽然它具有巨大的解释力,但这种曲率的现实很难掌握或确认在过去的几个月里我已经我不得不安静地坐着,看着同事跟踪潜在的引力波信号这是我科学事业中唯一一次我不被允许谈论正在进行的科学发现但这是因为它是一个如此大的发现,我们必须在宣布它之前绝对肯定它,以免我们冒着“狼来了”的风险。每次最后的检查都必须完成,当然,我们不知道它是否真实信号,或实验者注入的信号,让我们保持警惕,测试分析和跟进我使用一个名为暗能量调查的项目,以及我们的大型,宽视野,半亿像素摄像头在智利的四米望远镜,我的同事拍摄的图像试图找到引力波的来源广场是重要的,因为引力波探测器不是很擅长精确定位源的确切位置不幸的是,如果它是一个黑色洞合并,我们不希望看到任何可见光现在我们正处于探测引力波的时代,我们将能够再次尝试下一个这是天文学重力波的一个重大变化天文学现在可以真正开始,打开宇宙的新窗口普通望远镜收集不同波长的光,如X射线,紫外线,可见光,红外线和无线电,统称为电磁辐射(EM)引力波从加速质量发射,类似于加速电荷发射电磁波的方式;两者都是从加速物质中发出的。加速度最高的最大物体将是检测到的第一个事件。例如,由美国国家科学基金会资助的Advanced LIGO可以检测紧密,快速轨道中的二进制黑洞GWs带走能量来自轨道对,这反过来导致黑洞缩小它们的轨道并加速甚至更多,直到它们在一个暴力事件中合并,现在可以在地球上被发现作为一个吹口哨的“唧唧”引力波天空是完全未知的,并且是新的将绘制的地图将改变我们如何看待可能来自宇宙弦的宇宙GW,时空曲率中的假设缺陷它们也将用于研究是什么使得一些大质量恒星爆炸成超新星,以及有多快宇宙正在扩张此外,GW和传统的望远镜观测技术可以结合起来探索重要的问题,例如引力子是否是引力粒子传递重力,实际上有质量?如果没有质量,它们将与强光事件中的光子同时到达如果引力子的质量很小,它们将在100年前到达第二,1916年2月,爱因斯坦首先提到了写作中的引力波 具有讽刺意味的是,他说他认为他们不存在!在几个月内,他改变了主意,并在1918年发表了我们现代引力波理论的基础,足以描述它们经过地球但是他的计算不适用于像二元黑洞这样的强引力系统。直到1936年,爱因斯坦才重新回到这个问题,最终出版了一个描述引力波的最早的确切解决方案但他最初的怀疑态度被他的一些前助手推进到广义相对论的战后重生。在20世纪50年代,人们怀疑是引力波是否可以携带能量以及双星系统是否能够产生它们解决这些争议的一种方法是进行艰苦的计算,显示引力波的发射如何影响二元系统的运动这被证明是一项艰巨的挑战不仅是计算冗长乏味,但理论家们发现他们需要更加诡辩对时空本身结构的理解主要突破包括时空渐近结构的详细图景,以及匹配渐近扩展概念的引入在诸如此类的突破之前,许多计算得到了相互矛盾的结果有些理论家甚至得到了二元系统应该获得的答案,而不是因为发射引力波而失去能量!虽然20世纪60年代的工作使理论家确信双星系统确实发出了引力波,但关于爱因斯坦的1918年公式(称为四极杆公式)是否正确地预测了它们将辐射的能量的数量仍然存在争议。这一争议持续到20世纪80年代早期并且一致随着二元脉冲星的发现,这是一个真实的系统,其轨道随着爱因斯坦公式的预测而衰减。在20世纪90年代,随着LIGO的开始,理论家的注意力转移到提供更加详细的修正,如公式这些研究人员使用预期信号的描述作为模板,便于从LIGO的噪声数据中提取信号由于之前从未见过引力波信号,理论家们发现自己与检测项目异常相关 - 只有他们才能提供这样的数据分析模板引力波可用于提供对耳朵的直接探测宇宙我们看得越远,我们可以看到的时间越远但是我们可以看到的距离是有限的,因为宇宙最初是一个不透明的等离子体,并且在大约30万年之后仍然如此Bang这个发射宇宙微波背景的表面代表最远的电子辐射测量可以直接研究但是这个等离子体不会阻挡引力波,它不会被任何介入物质吸收,而是直接来找我们引力波预测是由早期宇宙中的许多不同机制产生的。例如,宇宙膨胀理论表明大爆炸之后的一段加速膨胀时刻,继续预测不仅仅是所有结构的创造我们在宇宙中看到的,还有一系列原始的引力波这些原始的引力波是BICEP2实验认为它具有的2014年3月BICEP2测量了宇宙微波背景的偏振模式,并报告了对原始引力波印记的强烈探测这些结果实际上是由银河尘埃污染而不是原始引力波但是有充分的理由相信未来的实验可能能够直接或间接地探测这些原始引力波,

作者:木杪