全球天文望遠鏡倆月前同時指向一個方向，天文學院士告訴你有多牛

引力波研究是這幾年前沿物理學上的熱門專業，前些日子關於引力波的研究還拿到了諾貝爾獎，諾貝爾物理學獎評委會宣布三位研究引力波的物理學家獲得了諾貝爾物理學獎，他們分別是美國麻省理工學院教授雷納·韋斯、加州理工學院教授基普·索恩和巴里·巴里什，但是還在諾獎頒獎之前一個多月的2017年8月17日，在近地軌道默默飛馳著的費米-伽馬射線太空望遠鏡於12:41:04(協調世界時)探測到了一次來自宇宙深處的伽馬射線暴發，地點在1.3億光年之外，它立即向地面自動發送了一條簡訊，但是在此前的1.7秒， 位於美國加利福尼亞州漢福德市的 LIGO 引力波探測器也探測到一次引力波暴發事件。

之後的一個小時之內，世界各地的望遠鏡控制中心同時收到加入全球聯網系統（Gamma-ray Burst Coordinates Network, GCN）的一則通知，內容是發現一例高度疑似雙中子星併合事件，並通報了初步判定的方位坐標。於是全世界的天文學家紛紛把自己的望遠鏡指向信號來源的方向，共同去觀察這次壯觀的宇宙現象，這也是極為少見的全球天文學家都親歷的宇宙觀測事件。

在整個宇宙空間中，引力都是無處不在的，但是由於宇宙中物質密度分布是不均勻的，所以引力的分布也是不均勻的，就好像我們身處地球上，平時看不到空氣，但空氣也是無處不在的，但是不同地點的空氣也有高壓低壓之分。那麼引力為什麼會成「波」狀呢？其實也很好理解，它和聲音的性格很相似，比如當雲層中響起雷聲的時候，雖然我們相隔得很遠，但是仍然能聽到雷聲傳來，這是由於雷聲引起了空氣震動，這種振動以聲波的形式傳播，來到我們耳邊的時候，我們就聽到了打雷的聲音。

由於宇宙中引力場無處不在，所以能引起引力擾動的事物，都會產生引力波，最強大的引力波應當是宇宙大爆炸時產生的，其引力波有宇宙初生時的「啼哭」之稱，從宇宙誕生後便一直四散傳播，不過現在可探測到的餘響能量非常小，被科學家們稱為「隨機引力波背景」，但這些年各國科學家在引力波方向上的研究，主要都是傾向於超新星爆發、中子星和黑洞的合併產生的引力波，因為波能比較強大，近幾年發現的四次引力波都是黑洞合併產生的，但是這次的引力波則是由中子星合併引發的。

那麼怎樣檢測到引力波呢？引力波和聲波及無線電波的性質有點相類似，當引力波產生之後，它也會大面積長距離地傳播開去，因此在科學上它是要靠「聽」的，當然人的耳朵是聽不到的，這需要精密的科學儀器，研究引力波的儀器都相當於耳朵或雷達的功能。因此如果能有收聽引力波的「耳朵」，當然也就能發現它的存在了，獲得諾貝爾獎的引力波探測器LIGO就非常精密，它的雙臂每一條都長達四公里，但引力波對裡面的激光探測引起的變化小於一顆質子直徑的千分之一，這麼小的變化，被探測出來是極其困難的，所以探測儀器的精度真是讓人匪夷所思。

迄今為止，人類已經探測到五次引力波爆發事件，但是前四次都是由於黑洞的合併引起的，這一次則是由兩個中子星的合併引起的，中科院高能物理所天文學家 粒子天體物理重點實驗室主任張雙南院士對這次的探測十分興奮，他說：「這一次，不僅僅激光干涉引力波天文台聽到了兩個中子星結合的歡快的聲音，天文望遠鏡也看到了它們相愛迸發的煙花！耳聽為虛，眼見為實！從此，人類終於耳聰目明了！」

這是因為中子星不像黑洞，中子星是發光的，而且這次天文望遠鏡觀察的也比較及時，同時有一些太空觀測衛星也參與到這次事件的探測中，我國今年（2017年）6月15號發射運行的慧眼天文衛星也參加了這個創造了天文學歷史的全球大聯測，張雙南院士就是我國慧眼衛星的首席科學家，據他介紹，他和同事們那天（2017年8月17號）夜裡用慧眼衛星對這個事件進行了觀測和幾乎實時的數據分析，迅速發布了觀測結果！因晚上沒有顧上回家休息，張院士還因為「在辦公室打了個盹而小小地感冒了一場！」

讓張雙南院士感到自豪的是：「儘管慧眼衛星沒有探測到這個事件的伽馬射線暴，但是由於其伽馬射線波段的靈敏度最好，對於這次事件的伽馬射線輻射給出了最嚴格的限制，對於理解這樣的引力波爆發過程是無可替代的。」

這次事件中，我國的慧眼衛星也算是立了大功，張南院士主導的慧眼團隊110名科學家帶著慧眼的結果加入了這個中子星合併引力波的創造「天文記錄」（全球將近一千個單位的三千多個作者）的歷史性論文寫作中。但張雙南院士更關心的是，慧眼衛星什麼時候能夠看到「產生引力波的時候綻放出伽馬射線煙花」。

張雙南院士認為：雙中子星併合過程既能產生引力波，又能產生電磁波，但意義更重大的是：「天文學家可以通過（中子星合併產生引力波這樣的事件）詳細研究中子星內部的物質到底是什麼，真的是一堆中子還是一團夸克物質？用引力波作為「標準燭光」替代超新星，是否會得到一幅不同的宇宙演化圖像？愛因斯坦說了引力波的速度是光速，真的是這樣嗎？」

引力波研究方興未艾，這次的中子星合併引力波事件，讓整個天文界都沸騰了，張雙南院士預言說在天文學界，「一個嶄新的天文學、物理學和宇宙學的交叉前沿研究領域在一片驚呼中就這樣誕生了！」

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