專家解析引力波新發現：從預測到“看見”歷經百年

中新網客戶端北京10月17日電(湯琪) 據外媒報道，北京時間16日晚，美國激光干涉儀引力波天文臺(LIGO)宣布，今年8月探測到由雙中子星合并產生的新型引力波。這是人類首次探測到雙中子星合并產生的引力波。天文專家對記者分析，這次發現開啟了多波段、多媒介觀測引力波的時代。

世界天文機構集體“賣關子”

——科學家發現新型引力波

連日來，全球數十家著名天文機構紛紛發布了同一條消息：北京時間10月16日晚上10點，將發布重大消息。有媒體統計，這些機構包括中國南京紫金山天文臺、美國國家航空航天局、歐洲南方天文臺等。

這一令多個國家的天文機構集體“賣關子”的大事究竟是什么呢？這一謎底最終如期而至。

北京時間16日晚，LIGO在官網宣布，今年8月，LIGO和歐洲“處女座”(Virgo)引力波探測器及其他合作伙伴探測到由雙中子星合并產生的新型引力波。

據公開資料顯示，早在百年以前，科學家愛因斯坦就在其廣義相對論論文中對引力和引力波進行了論證，他提出，引力的本質是時空幾何在物質影響下的彎曲；引力的作用以波動的形式傳播，即引力波。

這個概念聽上去有些艱澀，但用通俗的方法解釋，引力波就像一個池塘中投下一枚石子所引起的漣漪，只不過，引力波是“時空的漣漪”。

根據愛因斯坦預言，強引力場事件可產生引力波，比如黑洞合并、脈沖星自轉以及超新星爆發等。此次最新的發現，是人類首次探測到雙中子星合并產生的引力波。

百年前預測漸獲證實

——近年來人類數次探測到引力波

不過，有關引力波的探索，人類從預測到發現經歷了百年時間。直到2016年2月，美國科學家才宣布他們首次探測到了引力波，該引力波發生在2015年9月。這次事件被認為印證了愛因斯坦的假說。

此后，科學家又陸續宣布，2015年12月和2017年1月先后探測到了引力波，進一步印證了愛因斯坦廣義相對論的正確性；2017年8月， LIGO的兩臺干涉儀和Virgo的一臺干涉儀，從三個地點幾乎同時捕獲到了引力波。

2017年10月，瑞典皇家科學院將本年度的諾貝爾物理學獎授予雷納·韋斯(Rainer Weiss)，巴里·巴瑞斯(Barry C. Barish)和吉普·索恩(Kip S. Thorne)三位科學家，以表彰他們在引力波研究方面的貢獻。

新引力波探索的中國貢獻

——“慧眼”望遠鏡成功監測到爆發天區

此次關于引力波的最新探索也有來自中國的貢獻。據媒體報道，中國第一顆空間X射線天文衛星——慧眼HXMT望遠鏡(以下簡稱“慧眼”望遠鏡)對此次引力波事件發生進行了成功監測。

中國科學院高能物理研究所研究員熊少林在接受媒體采訪時透露，“慧眼”望遠鏡在引力波事件發生時成功監測了引力波源所在的天區，對其伽馬射線電磁對應體(簡稱引力波閃)在高能區(MeV，百萬電子伏特)的輻射性質給出了嚴格的限制，相關探測結果發表在報告此次歷史性發現的研究論文中。

據了解，此次引力波事件具有極為重要的意義，天文學家使用了大量的地面和空間望遠鏡進行觀測，形成了一場天文學歷史上極為罕見的全球規模的聯合觀測。

然而，引力波事件發生時僅有4臺X射線和伽馬射線望遠鏡成功監測到爆發天區，中國的“慧眼”望遠鏡便是其中之一。

此外，中國科學院紫金山天文臺16日晚也宣布，自北京時間2017年8月18日21:10起(即距離引力波事件發生24小時后)，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GW170817開展了有效的觀測，此次觀測持續到8月28日，期間獲得了大量的重要數據，并探測到此次引力波事件的光學信號。

新引力波能被望遠鏡“看”到

——專家：開啟引力波多波段、多媒介觀測時代

據媒體報道，過去探索到的數次引力波事件，都是雙黑洞并合，但黑洞并合真的是“黑”的，它不會發射出電磁波；而這次雙中子星并合產生的引力波，是會發光的，至少是能被電磁波望遠鏡“看”到的。

北京師范大學天文系講師高爽在接受中新網記者采訪時分析稱，“黑洞產生的引力波很強，但持續時間短，中子星產生的則偏弱，但持續時間長，這意味著現在已經可以探測到比較弱的信號，探測儀器的能力更靈敏，噪聲控制得更好。”

他還表示，雙中子星合并是金銀等重金屬的形成機制，探測這樣的過程能夠幫助人類理解化學元素的起源。

而另一個重要的進步來自對引力波精準的定位。高爽解釋說，過去的引力波只能很粗糙地知道大概的方向，現在可以精確定位，從而探測到引力波的來源天體，使得望遠鏡可以進一步觀測，開啟了多波段、多媒介觀測引力波的時代。

談及未來，高爽相信，肯定會發生越來越多的引力波事件，將會有更多的數據用來分析引力波的細節，幫助人類理解黑洞、恒星、宇宙早期的行為和演化。

“國際多個望遠鏡共同觀測也將成為一種新的合作機制，中國也有越來越多的新設備加入其中，貢獻力不容小覷。”高爽說。