波之恋(上)
2016-03-24甘本祓
知力的读者朋友们,我是小e,很高兴与大家相约甘本祓老师的“硅谷新视野”版块!
引力波是个什么鬼?我,小e,作为前沿科技信息的传递者,这种事当然要早知道喽!这不,看我请来了谁?著名科普作家、微波技术专家甘本祓老师,曾在美国硅谷工作20余年,科技嗅觉堪称敏锐!从本期开始,他将伴小e一起,每期在知力等待大家。
引力波新闻发布会现场,主席台上左起为NSF主任科尔多娃、LIGO实验室执行主任莱兹、LSC发言人冈萨雷斯、MIT教授韦斯和Caltech教授索恩
结彩双节时,喜迎波娘到。
爱因斯坦当媒人,丽阁是花轿。☆
苦恋上百年,欢乐在春宵。
美梦成真靠执著,情专才会笑。
☆ “丽阁”是缩写“LIGO”的近似译音
喜讯
2016年的春节和情人节为何分外热闹?
因为2016年2月11日,美国国家科学基金会(NSF)会同加州理工学院(Caltech)、麻省理工学院(MIT)和激光干涉引力波天文台(LIGO)科学合作组织(LSC)的科学家,在华盛顿国家媒体俱乐部举行新闻发布会,向全世界正式宣布:人类首次从地面直接成功地探测到了引力波!
早在100年前的1916年,爱因斯坦发表广义相对论后,就预言了她。
LIGO实验室执行主任、加州理工学院教授莱兹(David Reitze)在新闻发布会上异常激动地说:
“女士们、先生们:
我们探测到了引力波!我们做到了!……这也是首次听到宇宙通过引力波与我们的对话,在这之前,我们都听不见……对引力波的直接探测,实现了50年前就定下的伟大目标:直接探测难以捕捉的事物,更好地理解宇宙。我们在爱因斯坦广义相对论发表100周年之际,完美地续写了爱因斯坦的传奇。”
LSC发言人、路易斯安那州立大学天文物理学家冈萨雷斯(Gabriela González)接着说:
“这项探测是一个新时代的开始,引力波天文学研究不再是纸上谈兵。我们能‘听到引力波,从而就能‘听到宇宙,这是引力波最令人欣赏之处!”
探测引力波事件发生在2015年9月14日9时50分45秒(世界协调时间)。该波从南方来,先经过美国利文斯顿站,后经过汉福德站,只差7毫秒,与光速扫过两台站的时间相符。信号波形相同,频段一致,信号频率范围为35~250赫兹。据此断定是同一波。
为防误判,科学家们又经过了5个月的分析、研究、鉴别,最终肯定了探测成果的可靠性,这才慎重地公诸于众。这是人类第一次探测到引力波,也是首次直接证实了黑洞的存在,亦是首次测得两个黑洞的碰撞与合并。可谓一箭三雕、意义非凡!
看到这里有读者可能会问:这引力波是何方神圣,那黑洞又是哪处妖怪,值得大师们惊喜若狂、大众欢呼雀跃么?且听小e给你讲个故事。
◆ 下凡
这是一个古老的故事:
利文斯顿激光干涉引力波天文台
话说很久以前,离地球很远的宇宙深处,有两个比太阳还大很多倍的恒星兄弟,原本生活得有滋有味,各自光芒四射,彼此相安无事。
但是,这两位仁兄不知节约能源,不知不觉将储存的热核燃料挥霍殆尽,于是“穷途潦倒”,全身发冷、连肚子都饿瘪了(科学术语叫“坍缩”),“饥饿”的他们吞噬周围的一切,连光线都不放过。于是变成两个黑不溜秋的怪物,科学家给他们取名叫“黑洞”。这时,他们各自的质量分别相当于太阳质量的36倍和29倍。这两位黑兄弟“抱团取暖”,相互绕转起来,越转越近,终于“抱”在一起,合并成一个黑洞。按说,他们合并后的质量应是两者质量相加,即65倍太阳质量。但事实却是:合并的黑洞质量只有62倍太阳质量。那还有3倍太阳质量呢?是趁他俩旋近、合并之际,摇身一变,化为能量美女溜到宇宙中旅游观光去了吗?
话说这位美女走出家门一看,不由得一阵惊叹:“哇……果然是‘洞中方七日,世上已千年。宇宙竟如此之大,光怪陆离、无奇不有。在遥远的地方,有一个蔚蓝色的小球,甚是美观。看来,要周游宇宙,可不能慢慢来。”于是,她决定以光速前进。真不愧为仙女,竟是以30万千米/秒在宇宙中飞奔。大约经过13亿光年后,这位仙女于2015年9月14日的早晨,从地球东南部悄悄入境。
她本以为可以浏览一下地球村的花花世界后,再悄然出境。哪里知道咱地球上有位半仙名叫爱因斯坦,100年前就曾掐指一算,知道天上会有仙女下凡,灵机一动,早给她取了个花名:“引力波”。这些年来,爱半仙的善男信女一直在千方百计地设法发现仙女降临的蛛丝马迹。而且,如今的地球村已进入信息社会,手握利器——电子信息科技。所以,虽然她来也匆匆、去也匆匆,且轻手轻脚,但还是被一群痴情的善男信女,用精心研制、专用来检测仙女声息的、安装在北美的两个孪生“助听器”捕捉到了她的芳踪。
这些善男信女后又经过几个月的精心研讨,于2016年2月11日宣布:我们虽无幸一睹芳颜,但确实“听”到了引力波仙女轻盈的脚步声!为将此事载入史册,特授予她GW150914的“封号”。其中,GW是引力波的英文字头缩写,后面就是仙女登临的日期:2015-09-14。
有朋自远方来,不亦乐乎!
有人说:“这是一项划时代的成就!”
还有一些人说:“应把2016年称为引力波世纪元年!”