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【涨知识】人类首次"看到"了中子星引力波,但是和我有啥关系?

运维帮  · 公众号  · 运维  · 2017-10-18 20:51

正文

前几天,全球多国科学家和著名天文机构宣称将发布“重大消息”,吊足了整个世界的胃口,小编还误以为是发现了外星生命,地球被三体人锁定了……


这就是昨天发生的大事!

就在昨天谜底终于揭晓了,原来是人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波信号!

北京时间2017年8月17日20时41分

美国激光干涉引力波天文台(LIGO)、意大利Virgo探测器同时捕捉到了这个引力波信号GW170817;

1.7秒钟之后,美国费米太空望远镜也观测到了同一来源发出的伽马射线暴GW170817A;

之后不到11个小时,位于智利的Swope望远镜也报告在同一位置中观测到明亮的光学源。



等等!这怎么又变成了第一次?不是说,在此之前,人类已经四次探测到了引力波嘛?

此言不假,只不过之前的信号都是来自双黑洞合并,这是首次发现了来自中子星合并的信号,同时也是人类第一次使用引力波天文台、电磁波望远镜同时观测到同一个天体物理事件!

目前,科学家们已经确认了引力波信号来自距地球约1.3亿光年的长蛇座内NGC4993星系。

两颗中子星在并合前约100秒时相距400公里,每秒钟互相绕转12圈,并向外辐射引力波,之后二者越转越近,最终碰撞在一起,形成新的天体,并发出强烈的电磁辐射。

通过对此次引力波光学信号的观测和光谱分析,还首次以确凿证据证实,中子星合并是宇宙中金、银、铂等元素的主要起源。

这简直就是巨型黄金制造工厂,如果人类的物流水平能够跟进,这样一来就可以彻底放纵买买买了,妈妈再也不用担心我的钱包了。

不过,听上去不明觉厉的引力波探测就难就只有这些意义吗?当然不是!引力波探测从科学上讲,首先是完成了爱因斯坦广义相对论的最后一块拼图,其次,引力波更是开辟了一扇观察宇宙的新的窗口。正是因如此,三名美国科学家也因此获得了今年的诺贝尔物理学奖!

哇(⊙_⊙)……这样一说怎么感觉引力波就更加玄乎了呢……

告诉你引力波是什么?

别急,接下来小编就用深(不)入(专)浅(业)出的方法为大家科普科普~

首先,我们还得从爱因斯坦的广义相对论说起。在爱因斯坦的描述中,只要是有质量的物体就会使它周围的时空发生扭曲,物体的质量越大,扭曲也就厉害。

如果将难以理解的时空比作一张大橡胶膜,然后往上面放一个金属球A,那么结果可想而知,金属球A的质量就会把橡胶膜往下压,形成凹陷,在旁放个金属球B就会发生下图的情况:

太阳、地球以及宇宙中的天体也是一样道理,只不过质量大得多,造成的时空扭曲也更大!当太阳和地球相互运动时,他们周围的时空会就会发生像波浪一样的“时空扰动”,并波的形式向外传播,这就是“引力波”,装逼来讲就是“时空的涟漪”。

小质量的物体所引起的涟漪肯定是难以被感知到的,但是换做两个黑洞或两颗中子星快速相互绕转,它们产生的涟漪就完全不一样了,像这种黑洞和中子星的合并过程,其中所释放的能量,远超太阳一生释放的能量总和。

这么大的能量,又通常会集中在最后一刻爆发,整个宇宙中所有别的天体释放功率的总和都及不上它,这也为何我们可以探测如此遥远的引力波信号。

如果有一列引力波以平面波形式传播,那么它能在真空的宇宙空间中不带任何衰减地永远传递下去。只有碰到物质,比如半路撞到了地球,它才可能会发生相互作用,被吸收掉一部分携带的能量。

然而,宇宙中这样的相互作用实在是少得可怜。

有人举过这样的例子,即便你能在宇宙中堆满番茄酱,想要吸收掉1%的引力波能量,你的番茄酱墙需要大概400万亿光年那么厚——可观测宇宙的尺度是1000亿光年左右,因此你需要4000个满是番茄酱的宇宙才能削弱引力波1%的能量。

与此同时,这个过程需要花上400万亿年,而从现今的模型推测,我们的宇宙年龄只不过在138亿年左右。

引力波的用处有哪些?

正因如此,由于有几乎不衰减的特性,引力波可以作为探测宇宙深处的工具。此外,它还携带着波源的信息,如果人类能够截获这些信息,就能够用来研究黑洞、中子星等各种天体。

脑洞大开一下,利用引力波不衰减、携带波源信息、等同于光速的特性,能够做到的事情还有很多,比如引力波通讯就是很好的用途。

这样一来就再也不用担心长距离无线传输所带来的信号损失了,终于可以做到WiFi信号全部覆盖了,随时随地访问到地球甚至是宇宙中的另一台电脑或服务器。

不过想法虽好,想要实现可能还要等到比较遥远的未来,现在我们只能使用光纤、以太网、WiFi等技术来刷个微信、办个公。

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