引力波百年研究速写

1916年"引力波"一词出现在爱因斯坦的文章中,2016年2月科学家公布了直接探测引力波的实验结果。这一消息令世界轰动,这一刻仿佛科学仅仅意味着相对论,爱因斯坦就是科学之神,他的影响力再次君临世界。如果说科学事业也是浪漫的,那么它的浪漫如春燕衔泥筑巢一般,建立在科学家仔细、认真又大胆的一步步艰难的研究工作之上。引力波这一足够专门的研究也是如此。其理论探索一直论争纷扰,但也稳步前进;其实验研究除了耗资巨大,需要地利、人和外,还要依赖适当的天机。科学家的不懈努力终于由间接验证到直接探测,达到了实验研究的一个圆满新阶段。大众需要了解和知道的是,引力波与电磁波不同,它至少目前看来不会直接影响人们的衣食住行。引力波的发现所具有的更多是科学理论层面上的价值与意义。     

百年前预言今成真 引力波发现惊动全球

正2016年2月11日,美国科学家宣布成功探测到两个黑洞并合时释放出的引力波。这是人类首次直接探测到被科学界期待已久、由爱因斯坦提出的引力波的存在,标志着人类向破解宇宙诞生奥秘前进了一大步。"时空涟漪"突现身1916年,科学泰斗爱因斯坦在创立广义相对论后不久又提出引力波存在的预言。这里所说的引力波,实质     

引力波知多少

正引力波的发现为广义相对论划上了完满的句号。我们知道,广义相对论预言了许多现象,一百年来,被预言的引力波一直"犹抱琵琶半遮面"。例如,2015年有科学家曾宣布,架设在南极的一个望远镜上捕捉到了引力波的踪迹,但随后却被认为信号系尘埃干扰所致。这次引力波货真价实的发现,让广义相对论的正确性更加毋庸置疑了。那么,关于引力波这样的新鲜事     

发现引力波

正~~     

引力波猎手

第一部分是作者于2017年9月21日对第二届复旦-中植科学奖的科学背景介绍,包括对三位获奖者对引力波探测突出贡献的简要评述。正是这三位获奖者12天之后获得了诺贝尔物理学奖。第二部分是作者在诺贝尔物理学奖宣布3天前对可能获奖人的评述。最后,将前两部分与诺贝尔物理学奖的官方新闻发布略作比较,并讨论了引力波探测的后续成果。     

趣说引力波

正2016年初的一天,全世界的物理学界都沸腾了,一位物理学家如此形容自己的心情:"那是一种强烈的感动,感动到想哭。整个新闻发布会上,我一直强忍着。"究竟发生了什么?原来,被预言已百年的引力波,终于在那一天被探测到了。     

揭开引力波的真面目

引力波也称重力波。早在1916年,爱因斯坦在提出“广义相对论”时就预言了引力波的存在。它的主要性质有：在真空中以光速传播;携带能量和与波源有关的信息;是横波,在远源处为平面波;最低次为四极辐射;辐射强度极弱;物质对引力波吸收效率极低,引力波穿透性极强,地球对引力波几乎是透明的;其偏振特性为两个独立的偏振态等。     

多波段引力波宇宙研究

2016年2月11日,激光干涉引力波天文台（LIGO）实验组宣布直接观测到由两颗恒星级黑洞在10多亿年前并合产生的引力波。这一实验结果不仅是对100年前爱因斯坦创立广义相对论所预言的引力波的一次直接验证,更为人类开启了探索宇宙的一个新窗口,也为深入研究超越爱因斯坦广义相对论的量子引力理论提供了实验基础。     

用引力波寻找未知天体

众所周知,宇宙中存在具有质量但几乎不发光的暗物质,例如我们所属的银河系,也许至少有发光恒星5倍的暗物质。这些暗物质我们看不到,是怎么知道的呢?首先,我们的银河系是漩涡星系之一,形状是半径约5万光年、厚约6000光年的圆盘,主要成分是约1000亿个恒星,     

原初引力波与暴胀宇宙学

2014年3月17日,天文学家宣布在宇宙微波背景辐射中发现了B模式偏振。根据暴胀宇宙学模型的预言,B模式偏振是宇宙诞生之初产生的原初引力波留在宇宙微波背景辐射中的特殊痕迹。引力波作为广义相对论的重要预言,至今没有得到确证,这一发现是引力波理论提出以来关于引力波存在的最重要证据。同时,这一发现强有力地支持了大爆炸和暴胀理论,或对今后宇宙学的发展产生深远影响。     

引力波探测与国际合作

正继美国2016年2月11日宣布人类首次直接探测到了引力波之后,中国科学院也在2月16日公布了空间引力波研究与探测的"空间太极计划",包括之前中科院高能物理研究所主导的"阿里实验计划"和中山大学主导的"天琴计划",表明中国已经开始全方位布局引力波探测。对于一些大科学研究项目,中国作为快速发展中的大国,确实应该有所作为,但有一条原则应该遵循,即国际合作。     

倾听来自宇宙的引力波

正事件美国科研人员于今年2月11日宣布,激光干涉引力波天文台(LIGO)在2015年9月首次探测到引力波,从而证实了爱因斯坦100年前的预测。引力波的发现有可能使天文学领域发生革命性的变化。爱因斯坦当初认为引力波太过微弱而无法探测,而他也从未相信过黑洞的存在。不过,我想他并不介意自己在这些问题上弄错了。——德国马克斯普朗克引力物理研究所所长布鲁斯·艾伦引力波提供了一种人们看待宇宙的全新方式。(人类)探测到引力波的这种能力,很有可     

黑洞玩合体 引力波来袭

正13亿年前,两个宇宙中的重量级选手——黑洞遇到了一起,它们惺惺相惜,最终选择合体,形成了一个更加巨大的黑洞。在它们合体的时候,进发出了巨大的能量波……这些能量不停地在宇宙中扩散、扩散、扩散……终于在2015年9月14日,人类感受到了这份震颤。北京时间2016年2月11日23点30分,美国国家科学基金会(NSF)宣布人类首次直接探测到了引力波,印证     

引力波证实宇宙暴涨论

不久前,美国哈佛-史密松天体物理中心的科学家约翰·科瓦克对外宣布,借助美国宇航局的南极望远镜BICEP2,该中心的研究团队通过对宇宙微波背景辐射的研究找到了引力波存在的证据。这一发现成为宇宙暴涨理论的第一个直接证据。证实广义相对论和宇宙暴涨论原初引力波的发现,填补了广义相对论实验验证中＂最后一块缺失的拼图”。中国科学技术大学天文学系教授赵文长期从事宇宙原初引力波理论研究及其探测,将在我国建在建世界最大口径射电望远镜FAST项目中负责宇宙原初引力波等探测。     

发现引力波:爱因斯坦又对了

正从前,有一个人着迷于引力现象。他的脑海中进行着有关宇宙飞船和电梯的思想实验。最终他得出结论,引力不是传统的"力",而是时空弯曲的表现。他沉浸在微分几何的研究之中,而微分几何是一种可描述任意弯曲时空的复杂数学。最终,他得到了一种思考时空的新方法,以一个不可思议的方程量化出了引力与物质和能量如何彼此影响。     

面向21世纪的引力波天文学

说起波来,人家立即会想到江湖中的涟漪,大海中的波涛;也可能还会想到携载电视、广播信息的电磁波。其实,除水波、电磁波外,还有许多种类的波,引力波就是其中之一。科学家从理论上预言,物体作加速运动时,会引起其周围的引力场起伏,引力场变化在空间传