當我們在喜迎“財神”的時候,引力波消息橫空出世。大年初五,引力波火過了“財神”,遭遇刷屏。
引力波是什么?早在100年前,科學家愛因斯坦就預言到它了。美國當地時間2月11日,加州理工學院、麻省理工學院以及“激光干涉引力波天文臺(LIGO)”的研究人員在華盛頓宣布探測到引力波。現代快報記者獲悉,在參與建造、維護儀器、分析數據的1000多位科學家中,有一位是南京大學校友胡一鳴,他曾在南大天文與空間科學學院讀了四年本科。昨天傍晚,記者通過郵件采訪了胡一鳴本人。
他來自南大天文系
高中時就是狂熱天文愛好者高考只填報了南大
“2015年9月14日,是值得載入史冊的一天。”就在農歷正月初五,大家在微信朋友圈里曬美景美食的時候,南大校友胡一鳴卻寫了一篇關于引力波的短文說,“相對于這漫天星空,人類無論從質量、密度、尺度、溫度還是從壽命來看,都渺小得無以復加。我們日常生活中所煩惱憂愁或喜極而泣的各種大事,在宇宙看來都不值一哂。”
胡一鳴告訴記者,高中時他就是個很狂熱的天文愛好者,一心想去國內最好的天文系讀書,所以目標就定為南大天文系。“我高考填志愿時只填報了南大天文系一個志愿。”大學期間,他曾是南大天文愛好者協會會長,“當時我只是很喜歡天文,并且希望把自己對天文的熱情與朋友們分享。”他說,大學期間,他和伙伴們組織了很多精彩的活動。
讀博士期間研究引力波數據處理沒想到這么快被探測到
本科畢業后,胡一鳴進入英國格拉斯哥大學讀博士,研究的就是引力波的數據處理。他說之所以選擇這個領域,是因為他知道LIGO很快就會完成升級,變得異常靈敏。胡一鳴說,他的辦公室里有一塊白板,每天都會寫寫畫畫。“每天基本上都是坐在電腦前,寫程序、看文獻、開電話會議,以及上網。”他堅信一定會在很短的時間內探測到,但是真的沒想到,這么快就探測到了,而且更想不到的是在愛因斯坦發表廣義相對論的一個世紀后探測到信號,我們向世人宣布了這一發現。
站在一個新時代的全新起點,迎來了人類探測到的第一個引力波信號。胡一鳴說,LIGO科學合作組織的1000多名科學家在接下來的日子里忙壞了,分布全球的多個超級計算機開足了馬力,想要將那一段短短數秒的信號背后的物理全部挖掘出來。慢慢地,如同盲人摸象般,他們開始一層層解開這一引力波信號的面紗。“這個信號,先經過利文斯頓,再經過漢福德,兩個探測器,相隔7毫秒,留下了幾乎一模一樣的波形。所以可以確定信號來自南天空……它大約來自13億光年以外,所以正應了星球大戰的開篇:很久很久以前,一個很遠很遠的星系發生的驚心動魄的故事。”
胡一鳴說,對于天文學家來說,這點點漣漪意味著我們有了黑洞存在的強有力證明:在并合之前的一瞬間,在如此小的間距內聚集著如此巨大的質量,除了黑洞,實在是不做他想。“它也意味著我們第一次觀測到了雙黑洞系統的存在,我們也確定了這種系統可以在足夠短的時間內并合,我們可以估算這一類時間的發生率。”
他說,電磁波望遠鏡是人類的眼睛,引力波探測器則是人類的耳朵,人類以前就像是聾子,現在終于可以聆聽宇宙的呢喃。至于這會不會成為今年諾貝爾獎的大熱門,胡一鳴則說,“得到了,值得慶祝,得不到,也不算意外。”
什么是引力波
引力波是一種時空漣漪,如同石頭被丟進水里產生的波紋。黑洞、中子星等天體在碰撞過程中有可能產生引力波。100年前,愛因斯坦的廣義相對論預言了引力波的存在。廣義相對論的其他預言都已獲證實,唯有引力波一直徘徊在科學家的“視線”之外。上世紀70年代,曾有美國科學家發現引力波存在的間接證據,并因此獲得1993年諾貝爾物理學獎。
為何我們感受不到這個“波”?
這次的另一個亮點是,人們首次直接發現雙黑洞系統,兩個黑洞的質量分別為26個和39個太陽質量,屬于恒星級黑洞。人們或對天文學名詞“黑洞”并不陌生,但是這次的發現卻有些不同,兩個天體都是黑洞,互相繞轉,最后合并。這聽起來像是一場黑吃黑的火拼(真的是“黑”吃“黑”),黑洞合并產生了非常強烈的時空振蕩,所以我們遙遠的地球才觀測到了。
兩個大塊頭合并后,形成了一個62個太陽質量的黑洞。不對!怎么少了3個太陽質量?!其實,引力波也是攜帶能量的,在黑洞合并之時,在振蕩恢復的過程當中,一部分質量通過引力波的方式輻射出去,從而為我們所接收。
追問
今后發射衛星不用火箭?難說
眾所周知,衛星發射需要火箭,不過有網友認為,由于引力波的發現,此事可能改變。怎么改?今后發射衛星不用火箭,屏蔽引力波就行了唄!
這種說法是否可靠?中科院紫金山天文臺研究員王思潮說,網友們腦洞大開,是好事。不過話說回來,引力波可以被屏蔽嗎?過去電磁波是可以被屏蔽的,但要在外太空屏蔽引力波,還有待下一步研究。
事實上,引力波非常微弱,要捕捉到它不容易,想要屏蔽它,更不容易。而且,是否屏蔽了引力波,衛星就可以成功發射,這還有待進一步科研才行。
星際通訊就要來了?可能
盡管這次是人類首次直接探測到引力波,但對于引力波,我們其實并不陌生,在很多小說、電影中,都涉及了引力波的存在。
在劉慈欣的《三體》里,人類用來和三體星人抗衡的武器,就是引力波發射裝置。在小說中,主人公羅輯發現“黑暗森林”法則后,威脅三體星人要將對方的星空坐標通過引力波廣播出去,將其暴露在更加兇險的未知敵人面前。三體星人因此就范,和人類達成了和平。
有網友說,引力波可以用于更遠距離通信,這是否意味著星際通訊就要來了?王思潮說,這是有可能的,但需要一定的過程。畢竟引力波像其他的波一樣,攜帶著能量和信息。
會使人類智商下降?不會
在人們熱議引力波的“好”時,也有網友對引力波表示了擔憂。有人說,如果長期暴露在引力波的輻射之下,會增加人罹患腦病的潛在風險。更有人說,引力波輻射可能會導致人類出現精液活力降低、智商下降等癥狀……
對此,南京大學天文與空間科學學院副教授謝懿告訴現代快報記者,引力波對人類肯定沒有危害。
“我們時刻都在引力波照射中。它不是一種輻射,而是引力場產生的波動,和電磁波輻射是兩種不同的概念。”謝懿說,“人類在地球上繁衍了幾百萬年,如果說引力波對人類有害,早就發生作用了。”他表示,探測到引力波最大的意義在于,為研究宇宙起源提供了新的途徑。
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