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探测到引力波是物理学的杏耀拿代理一大胜利


 
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2015年9月14日,国际激光干涉引力波天文台(LIGO)宣布直接探测到引力波辐射,这开启了宇宙探索的新阶段,杏耀代理开号也开启了我们探索宇宙物理规律的新阶段。当然,测量的细节必须而且将得到他们应得的严格审查——这是科学的方法——但所显示的数据似乎很有说服力。
 
这份报告代表了许多方面的胜利。这是对一长串理论家的奖赏。从一个世纪前的爱因斯坦开始,他逐渐发现了如何表示、计算和寻找这些引力波的可观测特性。这是对实验和计算的营物理学家和工程师,专家对光学、激光、信号处理以及更多,工作在这个追求超过三十年,逐渐磨练技术能够测量距离小于1000质子直径和检测地震的真实信号在一个无情的背景,和激光热噪声。这证明了世界各地政府机构的正确性,尤其是财政拮据的美国国家科学基金会(US National Science Foundation),在面对质疑和来自更安全的科学的激烈竞争时,他们对未经证实的技术保持了信心。
 
LIGO合作组织将他们的仪器探测到的信号归结为距离地球十亿光年的两个已经存在的黑洞的合并。它们的质量大约是太阳的30倍,在合并之前,它们彼此的公转速度越来越快,越来越近。这一恶魔般的舞蹈以一个剧烈摇动和旋转的时空块的形成而结束,这个时空块很快崩塌、耗尽,形成一个单一的静止黑洞——比合并前的合并质量还轻三个太阳质量。剩下的被转换成能量,被引力波带走。这是大规模的E=mc2 !
 
在今天之前,大多数物理学家谈论的是探测一对正在合并的中子星。这些双子星在合并之前很久就可以被观测到,它们的轨道以广义相对论预测的速度缩小,其精确度超过千分之一。对于这种情况发生的频率,我们有一个相对较好的理解,随着其灵敏度的逐渐提高,预计LIGO可能需要一年的运行时间才能看到它们。相比之下,人们对黑洞合并的速度看法不一。我们现在怀疑乐观者是对的!现在要知道像这样的二进制文件的起源还为时过早。它们可能在星系核或球状星团中形成。它们甚至可能是宇宙中最古老恒星的最后遗迹,它们形成的时候,星系之间的距离是现在的十倍。

探测双黑洞的一个好处是,它们合并时发出的引力波的频率与LIGO的能力非常匹配。它们也是纯粹的引力结合,不受中子星内部核物质混乱行为的影响。我们可以精确地计算出从黑洞合并中应该观察到什么,并利用观测结果来检验这一经典广义相对论所能想象到的最有力的应用。那些希望将爱因斯坦的相对论付诸实践的人,应该对这一发现感到特别高兴。
 
接下来会发生什么?先进的LIGO仍然需要达到它的全部设计灵敏度,这将使它能够以比现在大30倍的速度找到新的来源。使用全灵敏度LIGO进行5年的操作可以使测量的细节提高100倍。相反地,我们也应该能够看到宇宙距离之外的源,甚至可能确定爱因斯坦的宇宙常数是否就是我们需要解释的加速宇宙的全部。
 
中子星双星被认为与伽马射线爆发有关,这一假说可能很快就会得到验证。更一般地说,搜索与引力波事件相关的电磁信号现在是可能的,从无线电波长到伽玛射线能量,就像搜索相关的中微子爆发一样。正如1995年第一颗系外行星被宣布后所发生的那样,我们可能会有一连串的惊喜。也许黑洞双星,与预期相反,杏耀拿代理会被电磁探测到!
 
类ligo干涉仪已经开始在欧洲和日本使用, 杏耀娱乐防劫持教学,我们希望也能在印度和南半球使用。将这些设备组合在一起可以提高灵敏度,并且应该能够准确地定位源。这些设施的完成和升级现在肯定会得到高度重视。
 
另外还有三种探测引力辐射的方法正在研究中。周期在分钟范围内的波应该被一种被称为LISA的空间干涉仪观测到。一项重要的可行性测试——LISA探路者——目前正在展示太空中的关键技术,同时正在研究比原计划推迟到本世纪30年代的任务更简单、但灵敏度更低的实现方案。
 
周期与波浪的年,预计从巨大的黑洞在星系核二进制文件,正在寻求,使用国际脉冲星计时阵列组合信号从这些来源和重要的限制已经集。第三,证据波一百亿年时间,预计来自通胀的时候,将寻求在著名的微波背景“表”使用新一代的射电望远镜。上述每一种方式都可能因今天的声明而得到加强。
 
恭喜,然后,LIGO的团队现在一千其中好运,因为它们建立在一个奇妙的发现了一些有价值的真理:宇宙仍然可以与意外的发现,让我们开心和惊喜,大科学的未来是国际科学无畏,当结合技巧和耐心,能还清。

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