Friday, February 12, 2016
黑洞相撞震波傳到地球 發現旅行13億光年重力波
2016-02-12 13:43 聯合晚報 編譯彭淮棟/綜合報導
愛因斯坦又對了!美國科學家11日宣布,偵測到距離13億光年的黑洞併撞黑洞的活動,從而首度發現愛因斯坦一百年前在廣義相對論中假設的「重力波」(gravitational wave);這項發現是對廣義相對論百年慶的絕佳獻禮,也為研究宇宙起源開啟新紀元。
科學家把黑洞相撞合併產生的重力波轉成音波,在記者會播放:在潺潺的其他雜音之中,有個重擊聲穿透而出,清晰可聞。
轉成音波 清晰可聞
LIGO(雷射干涉儀重力波觀察站)團隊發言人龔薩雷茲說,「這就是我一直在找的聲音」。麻省理工學院天文物理學家馬瓦瓦拉說,這是研究天文學的新工具,「我們啟動了一種新感官,從前我們能看天文現象,現在還能用聽的」。
偵測到重力波的消息在科學界流傳數月,11日終於在華府一場記者會獲得證實。加州理工學院物理學家萊茲說:「諸位女士先生,我們偵測到重力波。我們做到了!」
13億光年前,兩個相互環繞運行的黑洞高速相撞形成一個更大的黑洞。原來的黑洞,一個是太陽質量的29倍,另一個是太陽質量的36倍。
相撞產生的波以光速旅行,去年9月14日通過地球,被守候已久的美國兩個巨型雷射偵測站偵獲。兩個偵測站,一個設在路易斯安那州,一個在華盛頓州,相隔三千公里,合稱「雷射干涉儀重力波觀察站」(LIGO)。
物理學上,「干涉」指「波」在空間中重疊時而形成新波形的現象。
LIGO與加州工學院及麻省理工學院合作,大約50年前開始測量空間-時間的延展與收縮,藉此直接追蹤重力波,數十年努力終於有成。
時空漣漪 首獲證實
兩個黑洞相撞,在時間與空間的結構中產生力道極大的風暴;在這風暴裡,時間加速,變慢,復又加速,造成空間的形狀拗扭彎曲,科學界喻之為「時空漣漪」;這整個漣漪現象,科學界理論上並未置疑,但從未獲得直接證據。
「這是科學史上重要的一刻。」英國天文物理學家霍金接受英國廣播公司(BBC)專訪時表示:「重力波提供看待宇宙的嶄新方式,發現它們的能力,可能使天文學發生革命性的變化。」
霍金說,這項發現是首度發現黑洞的二元系統,是首度觀察到黑洞融合,「除了檢驗(愛因斯坦的)廣義相對論,我們可以期待透過宇宙史看到黑洞,甚至可以看到宇宙大爆炸時期初期宇宙的遺跡、看到一些最大的能量。」
重力波以光速傳遞,無法加以阻擋;由於重力波產生的時空扭曲非常微小,在此之前科學家從未成功觀測到。
過去數十年來許多跨國科學團隊都致力於找尋重力波存在證據,但重力波對於附近時空的衝擊因距離地球太遠,弱不可見,加深觀測的難度。LIGO可偵測質子直徑萬分之一的長度變化,有10餘國一千多名科學家參與研究。



