就在剛才,包括美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)、南京紫金山天文臺(tái)在內(nèi)的全球數(shù)十家天文機(jī)構(gòu)聯(lián)合宣布重大消息:從約1.3億光年外,科學(xué)家們首次探測(cè)到壯麗的雙中子星并合產(chǎn)生的引力波,及其電磁對(duì)應(yīng)體。換言之,這是第一次,人類不僅“聽”到了引力波的聲音,還“看”到了引力波的“光”。 1引力波是什么? 如果看過劉慈欣的《三體》,你應(yīng)該對(duì)引力波不會(huì)太陌生。在小說里面,主人公威脅三體星人要將對(duì)方的坐標(biāo)通過引力波發(fā)射裝置散播出去,將對(duì)手暴露在未知面前,三體星人投鼠忌器,不得不和人類達(dá)成和談。這個(gè)保護(hù)全人類的重要武器,就是引力波。試想如果真的存在三體星人,在他們到來之前人類還沒有發(fā)現(xiàn)和熟練運(yùn)用引力波,那人類就只能被消滅啦!如此看來,引力波還真的相當(dāng)重要!那引力波究竟是什么呢? 引力波,是指時(shí)空彎曲中的漣漪,通過波的形式從輻射源向外傳播,這種波以引力輻射的形式傳輸能量。可以打個(gè)通俗的比方:我們把時(shí)空看成一張大的蹦床,如果往上面放一個(gè)鐵球,它的質(zhì)量就會(huì)把蹦床往下壓,這就是時(shí)空扭曲。蹦床上的其他物體會(huì)在重力作用下向鐵球的位置靠攏,仿佛受到了引力,而鐵球放入蹦床的時(shí)候,蹦床表面會(huì)產(chǎn)生波動(dòng),向外傳遞能量,這就是引力波。 2引力波的發(fā)現(xiàn)歷程 引力波的提出最早要追溯到1916年,愛因斯坦基于廣義相對(duì)論預(yù)言了引力波的存在。愛因斯坦的理論指出空間實(shí)際上與能量和質(zhì)量之間都是相互聯(lián)系的,并且隨著時(shí)間推移空間也在發(fā)生變化。如果只存在一個(gè)質(zhì)量物體,靜止地存在于時(shí)空之中(或者處于勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)),那么它所處的時(shí)空不會(huì)發(fā)生變化。但如果你加入第二個(gè)質(zhì)量物體,那么這兩個(gè)物體之間就會(huì)發(fā)生相互運(yùn)動(dòng),互相會(huì)向?qū)Ψ绞┘右粋€(gè)加速度,在這一過程中也就將造成時(shí)空結(jié)構(gòu)的改變。更加重要的是,由于存在一個(gè)大質(zhì)量粒子在引力場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),廣義相對(duì)論指出這一大質(zhì)量物體將會(huì)被加速,并釋放一種特殊的輻射:引力波。 但是引力波的產(chǎn)生需要很極端的條件,無法依靠人類活動(dòng)產(chǎn)生實(shí)用的引力波,只能純靠天文觀測(cè)。將近一個(gè)世紀(jì)以來,無數(shù)物理學(xué)家和天文學(xué)家為此付出努力。 1974年,美國(guó)麻省大學(xué)的物理學(xué)家家泰勒(Joseph Taylor)教授和他的學(xué)生赫爾斯(Russell Hulse)發(fā)現(xiàn)了由兩顆質(zhì)量大致與太陽相當(dāng)?shù)闹凶有墙M成的相互旋繞的雙星系統(tǒng),在之后的30年時(shí)間里面他們持續(xù)觀測(cè)發(fā)現(xiàn),按廣義相對(duì)論所預(yù)測(cè)的那樣:周期變化率為每年減少76.5微秒,半長(zhǎng)軸每年縮短3.5米。這是人類第一次得到引力波存在的間接證據(jù)。為此,泰勒和赫爾斯榮獲1993年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 2016年2月11日,美國(guó)科研團(tuán)隊(duì)宣布,利用激光干涉引力波天文臺(tái)(LIGO)探測(cè)器于2015年9月14日探測(cè)到來自于兩個(gè)黑洞合并的引力波信號(hào),據(jù)他們估計(jì),這兩個(gè)黑洞合并前后相當(dāng)于3個(gè)太陽質(zhì)量的能量以引力波的形式釋放。這是人類首次發(fā)現(xiàn)引力波,三位美國(guó)科學(xué)家也毫無爭(zhēng)議地獲得了2017年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 3引力波的發(fā)現(xiàn)意義? 引力波的發(fā)現(xiàn),首先填補(bǔ)了廣義相對(duì)論實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的最后一塊缺失的拼圖。過去近百年中,愛因斯坦廣義相對(duì)論的其他預(yù)言如光線的彎曲、水星的近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)以及引力紅移效應(yīng)都已獲證實(shí),唯有引力波因信號(hào)極其微弱,技術(shù)上很難測(cè)量,引力波的驗(yàn)證無疑是廣義相對(duì)論一個(gè)完美的謝幕。 其次,這一發(fā)現(xiàn)打開了觀測(cè)宇宙的一扇新窗戶。在天文學(xué)幾百年來的發(fā)展過程中,人們觀測(cè)宇宙的主要手段是觀測(cè)光。而根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)宇宙大爆炸理論,大爆炸之后約40萬年,宇宙處于晦暗的迷霧狀態(tài),光無法穿透。而引力波誕生在宇宙大爆炸之初并以光速傳播。引力波被測(cè)量到,意味著人們可以將引力波作為另一種觀測(cè)宇宙的手段,引力波天文學(xué)這門新學(xué)科的大門也由此打開。 第三,這一發(fā)現(xiàn)有助于真正理解宇宙大爆炸原初時(shí)刻的物理過程。根據(jù)上世紀(jì)80年代逐漸發(fā)展起來的暴漲理論,140億年前,在大爆炸之后宇宙以指數(shù)速度急劇膨脹,而引力波忠實(shí)記錄了暴漲時(shí)期的物理過程,很多關(guān)于大爆炸原初時(shí)刻的理論模型將會(huì)被排除。 第四,這一發(fā)現(xiàn)意味著對(duì)宇宙微波背景輻射的測(cè)量將會(huì)進(jìn)入下一個(gè)重要里程碑。過去幾十年中,人們測(cè)量微波背景輻射,其實(shí)主要測(cè)量的是溫度場(chǎng)的信息,卻一直沒有測(cè)量到引力波的獨(dú)特印記——B模式偏振。目前,全球多個(gè)小組在探測(cè)引力波,新發(fā)現(xiàn)無疑將極大鼓舞他們的士氣,并促進(jìn)有關(guān)國(guó)家進(jìn)一步加大科研經(jīng)費(fèi)和人力資源投入。 4這一次發(fā)現(xiàn)為何萬眾矚目? 然而,當(dāng)我們回顧過去探索到的幾次引力波事件,你會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)都是雙黑洞并合。黑洞并合不會(huì)發(fā)射出電磁波,無法被直接“看”到,也可以理解成是“黑的”,但這一次雙中子星并合產(chǎn)生的引力波是“會(huì)發(fā)光的”。 不難看出: 這一次的引力波, 成為萬眾矚目的焦點(diǎn), 是因?yàn)橛泄獾南喟椤?/span> 而在港上市或發(fā)債, 想成為萬眾矚目的焦點(diǎn), 光銀國(guó)際將是您的明智之選,與您相伴。 作為中國(guó)光大銀行在香港設(shè)立的全資金融服務(wù)平臺(tái),光銀國(guó)際竭誠(chéng)為全球優(yōu)質(zhì)企業(yè)提供包括保薦與承銷、財(cái)務(wù)顧問、企業(yè)收購(gòu)兼并及重組、上市公司增發(fā)配售及再融資、資產(chǎn)管理等全流程、全方位的優(yōu)質(zhì)金融服務(wù)。 |
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