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如何看待LIGO在2017年10月16日宣布的引力波最新探測結(jié)果?

 全性保真 2018-05-04

晚上10點,準確的結(jié)果才能知曉,不過據(jù)信,應(yīng)該是通報LIGO觀測到兩個中子星的合并。

如果LIGO的最新成果是觀測到雙中子星合并的話,其科學意義將是巨大的。

用伊利諾伊大學厄巴納香檳分校(University of Illinois at Urbana)的天體物理學家Stuart Shapiro說的話可以理解LIGO最新成果的意義:如果雙子星合并事件被最終確認,這樣的探測則標志著天文學的一個新時代即將到來:在這個時代,傳統(tǒng)的望遠鏡都可以看到現(xiàn)象,也可以“聽到”在時空結(jié)構(gòu)上的振動。在我們的理解中,這將是一個不可思議的進步。

中子星是宇宙中除黑洞以外,最為奇特的天體,它的性質(zhì)跟黑洞很像,因此中子星俗稱“黑洞的兒子”。中子星是恒星演化到末期,經(jīng)由引力坍塌發(fā)生超新星爆炸之后,其組成物質(zhì)中的電子并入質(zhì)子成為中子,最終成為直徑只有約十公里,質(zhì)量卻有太陽數(shù)倍的致密星體。中子星密度極高,每立方厘米的質(zhì)量高達數(shù)十億噸。

中子星合并與黑洞合并主要有如下區(qū)別:

一、與黑洞相比,由于中子星的質(zhì)量較小但體積較大,它們發(fā)射的引力波信號幅度較小,也就是說,因為雙中子星合并所產(chǎn)生的信號強度相對較弱,我們必須要找到比雙黑洞距離地球更近的雙中子星,才能一窺其真容。要想獲得同雙黑洞合并相同幅度的信號,合并的雙中子星與地球的距離要比雙黑洞的距離小近10倍。

二、兩個致密中子星的合并應(yīng)該會有光學(電磁波)對應(yīng)體產(chǎn)生,這也與兩黑洞合并完全不同。人類對于電磁波的探測技術(shù)非常成熟,因此本次引力波事件,全球多家天文機構(gòu)同時觀測到了對應(yīng)的千新星事件與伽馬暴事件。電磁波對應(yīng)體的精確定位,能夠讓科學家們了解雙子星對并合與周圍電磁場、星系介質(zhì)等有更多的認識。值得一提的是中國南極巡天望遠鏡AST3合作團隊利用正在中國南極昆侖站運行的第2臺望遠鏡AST3-2對GW 170817開展了有效的觀測,期間獲得了大量的重要數(shù)據(jù),并探測到此次引力波事件的光學信號。

今年是中子星發(fā)現(xiàn)50周年,本次引力波探測事件的發(fā)布可說是錦上添花。從科學層面考量,這一事件的探測暗示著雙中子星并合事件的發(fā)生幾率比此前預(yù)計得可能更為樂觀??梢灶A(yù)見,對中子星并合事件的引力波探測和其它研究工作還將繼續(xù),并在未來獲得更多令人可喜的科學成果。

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