传阅|LIGO科学合作团队写了千篇一律首新闻稿

By admin in 天文台 on 2018年10月2日

LIGO探测到对黑洞碰撞出的引力波,打开了一样扇观察宇宙的新窗口(示意图)。图片来源于:LIGO新闻发布会直播截图

编者按:

LIGO(激光干涉引力波天文台)昨晚开了千篇一律街强烈的消息发布会,宣布第一不成“听”到了时空中之涟漪——来自星星独黑洞最后并合瞬间底引力波。它说明了阿尔伯特·爱因斯坦以1915年的广义相对论的一个要预言,并打开了一致扇前所未有的探究宇宙的初窗口。为这LIGO写了平首新闻稿,堪称经典。

文 | LIGO科学合作团队

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根本,科学家第一不良观测到了时空中之涟漪——引力波,这同一来长期宇宙的灾变性事件所生的信号。这无异探测证实了阿尔伯特·爱因斯坦于1915年之广义相对论的一个重点预言,并开拓了平等鼓前所未有的探索宇宙的新窗口。

起源于剧烈天体物理过程的引力波携带着有关那源及有关引力的惟一的消息。物理学家们确信他们探测到了来星星单黑洞最后并合瞬间之引力波。这半只黑洞最终形成了一个质量又要命快旋转的黑洞。这同样现象长久以来就让理论预言,然而却尚无吃考察到。

随即同引力波信号于世界和谐时2015年9月14日9:51(北京时间当天下午5:51区划),由个别位居路易斯安那州列文斯顿(Livingston,Louisiana)和华盛顿州汉福德(Hanford,Washington)的激光干涉引力波观测台(LIGO)的一律对准探测器探测到。

LIGO天文台是由于美国国家科学基金资助,由加州理工与麻省理工构思、建造并运行的。这无异于意识是出于LIGO科学合作组织(包含GEO600组织以及澳大利亚干涉引力天文协会)以及Virgo组织使用自星星高LIGO探测器的多寡后做出的。本次发现上于物理评论快讯(Physical
Review Letters)期刊。

基于观测到的信号,LIGO的科学家等估摸出些许独连合黑洞的品质大约分别是太阳质量之29跟36倍增,并合发生被13亿年前。大约三加倍于阳光质量的素在短跑一秒之内吃转正成为引力波,其功率峰值是整整可见宇宙总功率的50倍。这同引力波首先到达Livingston探测器,7毫秒之后至Hanford探测器,这代表引力波源位于南半球天区。

依据广义相对论,一对黑洞在交互绕转过程被通过引力波辐射而损失能,逐渐临近。这无异于进程持续数十亿年,在终极几乎分钟里快速演变。在末一秒钟内,两单黑洞以几是一半光速的超高速度碰撞在一块,并摇身一变了一个成色还怪之黑洞。根据爱因斯坦的E=mc2公式,这个进程中同有些的品质转化成为了能量,而这些能量在终极时刻以引力波超强爆发的样式辐射下。LIGO观测到之引力波信号就是如此来的。

20世纪70年间,罗素赫尔斯及约瑟夫泰勒给来了引力波存在的第一独证。他们以1974年考察到一个脉冲星与其它一个大自然彼此绕转成的星系统,后来发现第二独天体是一个中子星。这个体系由辐射引力波,导致脉冲星的轨道缓慢地压缩,观测到之清规戒律变化率与相对论的断言高度一致。赫尔斯与泰勒的这项工作落了1993年的诺贝尔物理学奖。这个赫尔斯-泰勒双星系统以吃3亿年之后并合形成一个黑洞。在前不久的斯意识里,LIGO直接见证了点滴单黑洞组成的星辰系统的终结,在星系统形成单个黑洞之瞬间投下匆匆一扫。

“我们对此引力波的体察完成了相同件50年前哪怕设定的顶天立地目标。那就是直探测到这等同难捕捉的面貌,更好地领悟宇宙,以及爱因斯坦广义相对论100周年之际恰如其分地续写爱因斯坦的传奇。”加州理性学院之戴维·莱兹David
H.Reitze,LIGO天文台的执行官,如是说。

即时等同发现得益于高新激光干涉仪引力波天文台(Advanced
LIGO)探测能力的大大提升。相比叫第一代LIGO探测器,Advanced
LIGO的首要升级工作让仪器的灵敏度大大提高,从而大大加了而探测的自然界空间,也一直造成在该首先潮观测运行中发觉引力波。美国国家科学基金会主导了高新激光干涉的财政支撑。德国底马克斯-普朗克学会,英国底正确和技能设备委员会以及澳大利亚之澳大利亚研究基金会当补助机构都对随档作出了英雄贡献。使高新探测器林敏度大大提高的几乎码关键技术由德国-英国之GEO合作组织开发并测试。主要的处理器资源由AEI的Atlas机群,LIGO实验室,雪城大学以及威斯康星大学密尔沃基分校贡献。一些高校设计、建造并测试了Advanced
LIGO的主要部分:澳大利亚国立大学,弗罗里达大学,斯坦福大学,纽约哥伦比亚大学与路易斯安那州当下大学。

“1992年获准LIGO最初的基金项目是NSF有史以来最要命的同样画投资”France
Córdova,NSF主任如是说。“那是一样桩有好高风险的资助,但随即多亏NSF需要背的花色。我们捐助一定会持有察觉,但是还当探讨历程及基础科学和工程。我们捐助开路前锋。这便是怎么美国还是世界进步知识的领导者的来头。”

LIGO的研究工作由LIGO科学合作团队(LSC)完成,这同一合作组织分包来自美国和其他14每邦的1000差不多号称科学家。LSC中之90几近所高校与研究所与研发了探测器所运用的技艺,并分析该发出的数量;在社吃,有大体250叫做做出重要贡献的分子是生。LSC探测网包括LIGO干涉仪和GEO600干涉仪。GEO团队包括自德国马克斯-普朗克引力物理研究所(阿尔伯特·爱因斯坦研究所(AEI)),汉诺威莱布尼兹大学跟格拉斯哥大学,加迪夫大学,伯明翰大学,其他英国之高校及西班牙底巴利阿里群岛大学。

“这项探测是一个新纪元的起点:引力波天文学研究领域现在终不再是纸上谈兵了”,LSC发言人,路易斯安那州立大学物理及天文学教授Gabriela
González如是说。

LIGO这种用激光干涉探测引力波的法子最初是于达成世纪80年份提出的,主要的提出人口来MIT物理教授、荣休教授雷纳·韦斯(Rainer
Weiss),加州理工的理查德·费曼理论物理讲座教授、荣休教授基普·索恩(Kip
Thorne)以及同样来加州理工的情理教授、荣休教授罗纳德·德雷弗(Ronald
Drever)。

“这项发现的情到地让100年前爱因斯坦登之广义相对论所描述,这吗是首先破广义相对论在强引力条件下之检查。如要爱因斯坦泉下发出知情,真不知道他会晤发出啊影响”,韦斯说。

“通过这项发现,我们人类开启了平等街波澜壮阔的新征程:一庙对探索宇宙那弯曲的一端——通过弯曲时空而出的东西与场景——的道路。黑洞的撞和引力波是勇于的到范例”索恩说。

室女所引力波探测器(Virgo)的研讨工作由Virgo科学合作团队成功,这同一集体分包250大抵称呼物理学家和工程师,分别隶属于18独不等的欧洲之实验室,包括法国国家科学研究中心(CNRS)的6贱研究所、意大利国立天体物理研究所(INFN)的8寒研究所、荷兰国家核物理及高能物理研究所、匈牙利维格纳研究所,波兰引力研究组和安置室女座引力波探测器的欧洲引力天文台。

Virgo的讲演官富尔维奥·里奇(Fulvio
Ricci)称:“这是物理学的严重性里程碑,但更为重要的是,对于LIGO和Virgo来说,这才是它以开创之新而令人激动的情理发现的起来。”

马克斯-普朗克引力物理研究所(阿尔伯特·爱伊斯坦研究所)的所长布鲁斯·艾伦(Bruce
Allen)补充道“爱因斯坦那儿以为引力波太过微弱而一筹莫展探测,并且他无相信了黑洞之留存。不过,我怀念他连无介意自己以这些题目及闹错了。”

“Advanced
LIGO探测器是不错和技术达到的一样码壮举,汇聚了大地技师、工程师和科学家团队的通力合作才方可落实,”Advanced
LIGO的色领头人,来自麻省理工的戴维·休梅克说道,“我们及时、同时为当预算内完成了这项美国国家科学基金会资助的型,对是我们感觉到无限自豪。”

LIGO位于华盛顿Hanford的观测点。图片源于:Caltech/MIT/LIGO Laboratory

于LIGO的少单天文台中,全长4公里之L形的LIGO干涉仪将激光分成两约束,并以个别个干涉臂之间来回不停(1.2米直径的管道外保持正接近完美的真空)。两羁绊激光可以就此来坐极其高之精度测量干涉臂尽头处镜子的职务。根据爱因斯坦之辩解,当引力波经过探测器的时,镜子里的离将会晤出一个最为细微的改观。而就是改变量小至质子直径的稀缺(10-19米),也得以被探测出。

“要实现这同里程碑式的好好发现,需要海内外之科学家等共搭档——在GEO600探测器上付出出的激光和悬挂减震技术使Advanced
LIGO成为了向人类建筑的太精妙、灵敏的引力波探测器。”格拉斯哥大学物理暨天文教授希拉·罗恩(Sheila
Rowan)如是说。

单身设以离开不过多之天文台,对于引力波事件的趋向一定,以及破有噪音、确认信号来自空中而言,非常重要。

“但愿这第一不良的观察能够推动世界引力波探测器网络的建设办事,并当多迷信而天文学的时代里加快实现自之固化,”澳大利亚国立大学的引力物理基本主任,物理学教授戴维·麦克莱兰(David
McClelland)评论道。

(责任编辑 陈晓雪)

出品 | 科普中国

制造 | 知识分子

监制天文台 | 中国科学院计算机网络信息中心

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