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2016-07-06 15:35 来源:百战网 手机看新闻

科学探索 引力波的前世今生(2)

[提要]引力波的发现,标志着激光干涉仪引力波天文台(LIGO)1000多名物理学家的工作获得了成功。

  100年前,阿尔伯特·爱因斯坦预言了引力波的存在,但是想要直接检测到引力波需要令人难以置信的技术,并且需要搜寻工作的历史积累。LIGO的研究人员检测到的引力波将空间拉伸了10-21,造成了地球十万分之一的膨胀和收缩,大概就是一个原子核的宽度。这个观测结果以前所未有的精度验证了爱因斯坦的广义相对论,拿出了黑洞存在的绝对证据。马里兰州巴尔的摩约翰·霍普金斯大学的理论物理学家马克·卡米昂考斯基说:“这项发现肯定会得诺贝尔奖的。”


引力波的前世今生

  LIGO 用于观测这种微观尺度上空间拉伸的设备,相当于一把超精密的尺子:两个呈L形的干涉仪,臂长4000米,每条臂末端的镜子构成一个长的共振腔,具有精确波长的激光就在这两个镜子之间来回弹跳,就像在管风琴里回响的特定音高一样。两束激光会在两臂相交之处重叠。如果这两束激光在两条臂上行进的距离不同,它们的波形步调就会不一致,产生相互干扰。这会造成一部分光从一个被称为暗端口的地方溢出,这部分光与波的起伏是同步的。

  根据干扰现象,研究人员可以比较出两臂长度在万分之一个质子宽度上的细微差别。对于检测在经过时对两条臂产生不同长度拉伸作用的引力波,这种灵敏度是足够的。然而,为了观测到这样微小的变化,科学家必须减弱背景里的噪音,比如隆隆作响的地震波、轻微敲击的交通音以及远处海岸线上海浪的拍打声。