探测到引力波的科学家们极有可能获得诺贝尔物理学奖(德媒)
中国网2月17日讯 据卡塔尔媒体2月15日报道,数日前美国科学家宣布探测到引力波,第一次切实证明了爱因斯坦于100年前提出的广义相对论,引起了国际媒体广泛关注。那么,关于引力波我们需要知道什么?
什么是引力波?
大家都知道:把一颗网球放到蹦床上,它只能留在原地一动不动。但如果再让一个小朋友站到蹦床上去,蹦床因为他的重量产生凹陷,网球就会朝着凹陷的地方滚动。而且网球与小朋友的距离越近,滚动的速度越快。因为距离越近,凹陷对网球的影响就越大。
根据相关定律,物体的质量越大,引力越大。这对宇宙中的引力波同样适用。引力波源于加速运动的质量,例如超新星的坍塌。同样,当黑洞发生合并的时候,引力波会不断向外蔓延,影响时空结构。100年前,爱因斯坦就在他的相对论中提出了引力波的概念。
引力波的传播不受宇宙中任何物质的影响,可以造成时空几何的弯曲,这也是它与光和声音的区别之一。而100年前这一概念被提出后,科学家们为证实它的存在付出了不懈努力,最终在数日前宣告成功。
这一探测发现有什么样的重要性?
爱因斯坦详细描述了引力波造成的时空弯曲,以及中子星、黑洞等物质在引力波中的运动。而直到几十年前,科学家们都还没有掌握一项探测引力波的有效手段。这项发现的重要性不言而喻,否则人们也不会认为其有很大可能获得诺贝尔物理学奖。
为什么之前没有探测到引力波?
引力波到达地球的时候已经十分微弱,比原子核的千分之一还小。因此,虽然科学家们从很早以前开始就试图证明引力波的存在,但无一不因为探测仪器的精确度达不到要求而失败。
科学家们是怎样探测到引力波的?
1992年,美国布置了两个相距3000千米的巨型激光干涉引力波探测器,进行了第一次引力波探测实验,并没有获得成功。之后,科学家改进了引力波探测器,将精确度提高了4倍。改进后的仪器被称为“激光干涉引力波天文台”,简称LIGO。
LIGO的两个探测器,一个部署在路易斯安那州,另一个部署在华盛顿州,均为长4000米的L型干涉臂。探测器发出的激光可以探测到引力波通过时产生的微小震动,让科学家们可以短暂观测到引力波的存在和变化。
美国引力波天文台是不是唯一一个进行相关研究的机构?
不是。全世界有70多个研究机构试图证明引力波的存在。在美国这两个引力波天文台工作的德国科学家就发明了一种高精度引力波探测器。同样,欧洲航天局最近发射的人造卫星也有助于探测宇宙中的细微变化。
证明引力波的存在对我们有什么帮助?
能否证实引力波的存在事关我们对宇宙的认识,以及科学家们对“大爆炸”学说的研究;产生于大爆炸之后的引力波还可以告诉我们宇宙形成的奥秘。与此同时,探测发现引力波还弥补了爱因斯坦广义相对论最后一块缺失的“拼图”。(徐诗雯)