當前位置:
首頁 > 最新 > 為祖國打call!這次全人類的引力波盛會,中國沒有錯過!

為祖國打call!這次全人類的引力波盛會,中國沒有錯過!

霍金他老人家在接受英國廣播公司(BBC)專訪時曾說過這麼一句話:

引力波,這很有可能引發天文學革命!

北京時間2017年10月16日晚22:00

全世界的天文學家都嗨翻了!

世界各地的許多望遠鏡都指向了同一個方向。

預言中的景象如期而至。

而這一切的開端,是那個短短一瞬的信號。

13:21:42,加入全球聯網系統(Gamma-ray Burst Coordinates Network, GCN)的世界各地的望遠鏡控制中心同時收到一則通知,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。

同一時間(北京時間8月17日晚上9點多鐘),已經通過協議加入了LIGO多信使全球觀測合作的慧眼團隊,也收到了疑似觀測到雙中子星合併的通報,把在軌運行僅2個月,還處在緊張測試階段的慧眼衛星,對準了信號來源的方向……

全世界的望遠鏡都在同一時間指向了同一個方向:

那席捲1.3 億光年的時空狂瀾的源頭——引力波。

GIF/1928K

併合瞬間幾秒演示動畫 視頻截圖

摘自:澎湃新聞

這是一個距離地球1.3億光年發出的信號,也就是說,我們接收到的是1.3億年之前發出的引力波。用微博評論的話說就是:

這對中子星合併的時候,恐龍還在稱霸地球,哺乳動物的祖先還在它們的趾頭縫裡艱難生存。

當合併的引力波達到時,恐龍已經拍成了3D電影,哺乳動物中的一支已經學會了探測時空的漣漪。

和之前的引力波不同的是,之前都是雙黑洞併合,黑乎乎的啥都看不到,而這次的雙中子星合併,光芒耀眼,人們終於第一次看到了宇宙的文明。

從此,在浩淼的宇宙面前,「人類終於耳聰目明了」

雙中子星併合過程中的物質拋射和噴流形成數值模擬

這次發現的雙中子星併合時向外拋射的物質會通過快中子過程形成金、銀等重元素,並形成光學和近紅外輻射。

AST3-2在8月18日觀測窗口期內引力波光學信號(紅色方框內)。

簡而言之就是:人類也終於知道了死貴的黃金是怎麼來的了。

電影《霍比特人》中的金礦

在電影《星際穿越》中,男主角通過引力波穿越時間和空間給女兒傳遞重要的信息,最後得以逃脫虛無的維度。

而真實的引力波的意義比電影里的更深遠:

它開闢了人類引力波觀測窗口,開啟一扇宇宙天窗,人類可以窺探藏身於引力波宇宙的秘密,與億萬星系的生靈建立起光年以外的聯繫。

眺望浩瀚無垠的宇宙光景,聆聽來自太空未知的聲音,這,也是千年以來人類以前從未有過的。

這次全人類的天文盛會

中國沒有缺席

自北京時間2017年8月18日21:10起,中國南極巡天望遠鏡AST3合作團隊利用正在中國南極崑崙站運行的第2台望遠鏡AST3-2對GW 170817開展了有效的觀測,來自紫金山天文台、南京大學的研究人員參與了其中的數據分析,清華大學信息技術研究院LIGO科學合作組織工作組就在引力波實時在線數據處理和多信使天文學方面開展了演算法設計、性能優化與軟體開發等方面的工作。

圖:慧眼望遠鏡的探測結果。對本次引力波事件產生的高能電磁對應體,即編號為GRB170817A的伽馬暴,及其先兆和延展輻射在MeV能區的輻射性質給出了嚴格的上限約束。

中國首個X射線天文衛星

——慧眼衛星

斗轉星移、繞行伴飛、黑洞吞噬被撕裂的星星、脈衝星瘋狂旋轉、宇宙深處猛烈的爆炸……每天,宇宙的每個「小細胞」都在神秘的太空演繹著自己的故事。

超新星SBW2007正在爆發,由哈勃望遠鏡拍下 圖片來源:ESA/Hubble & NASA

望遠鏡的出現,讓人類的目力所及,從銀河系拓展到了更遠的其他星系。

人們對太空的探索腳步從未停止,天文學家對望遠鏡的追求更是精益求精——要更強、更大、更清晰,還要架進太空,繞開大氣層的阻礙。

於是,有了FAST,有了哈勃,有了剛剛睜開的「慧眼」—— 中國首枚X射線太空望遠鏡,硬X射線調製望遠鏡(Hard X-ray Modulation Telescope,HXMT)。

中國科學家們希望它是觀察宇宙的一隻「慧眼」,也紀念高能物理領域內的傑出女科學家何澤慧先生。

2017年6月15日11時00分,我國在酒泉衛星發射中心用長征四號乙運載火箭,成功發射硬X射線調製望遠鏡衛星「慧眼」,這是我國首顆大型X射線天文衛星

GIF/823K

慧眼衛星發射

圖源:sohu.com

「慧眼」衛星成為國際天文望遠鏡衛星俱樂部的一員,與蜚聲國際的哈勃、錢德拉並肩作戰。

國際上在軌運行的X射線天文衛星,它們的本領也非常高,有些也帶有聚焦望遠鏡,但恰恰由於它們的靈敏度過高,導致對非常亮的源反而看不了。

GIF/471K

由於X射線既不是可見光又極難穿過地球大氣層,想要觀測它們並不容易,而我們的「慧眼」卻是探測X射線的翹楚。

美國有鏡面

中國有演算法

成功的路上並非一番風順。

為了能看到天體的X射線圖像,美國科學家們想到的第一個方法是讓望遠鏡的鏡片儘可能的光滑,然後讓X射線像打水漂一樣發生反射。2012年,美國發射的NuSTAR衛星經歷了多年的研究終於世所罕見的製造工藝實現了硬X射線聚焦成像,將能夠成像的能量範圍推高到了79 keV相當高的水平。

可是當時,科研水平並不發達,NuSTAR鏡面的製造難度非常大,對一個國家的工業水平有極高的要求,中國還無法製造出如此光滑的鏡面。

可是,對於太空的探索信念和中國人骨子裡的倔強是無法被眼前困難所打敗。

於是,中國的科學家就另闢蹊徑,提出了直接調製成像法,用演算法,彌補了製造工藝的不足。

在中科院高能物理研究所李惕碚院士和他的同事吳枚研究員不斷探索中,把圖像處理技術與掃描探測技術結合在一起,很快便提出了硬X射線調製望遠鏡的概念——通過對X射線源的成像觀測,以簡單成熟的方法,得到天圖,彌補製造技術上的缺陷。

這就是今天「慧眼」的核心基礎。

黑洞和脈衝星

都逃不掉它的「法眼」

由於「慧眼」有較大的視場,對銀河系巡天是它最重要的使命。

GIF/675K

黑洞有時很「冷靜」,有時很「狂暴」。當它「發脾氣」時,產生的X射線流強特別高。國外的衛星適合看「安靜」的黑洞,而「慧眼」特別適合看「暴躁」的黑洞和中子星。

從外形和體格來看,「慧眼」衛星並不算大,只有2.5噸,不過能量卻不小,功能性能非常強,可對宇宙天體高能事件實現全天時、大範圍觀測。

GIF/461K

「慧眼」進入太空後就會睜開眼,無論白天還是黑夜,24小時不間斷的監視著全宇宙,洞察著不為人知的黑洞或者是突然爆發的天文現象。

數據傳輸

一場「沒有關機重啟」的直播

GIF/1613K

慧眼衛星,帶領我們探索宇宙奧秘

圖源:cankaoxiaoxi.com

對一般衛星而言,對受到影響的衛星設備實施「關機重啟」,是「糾正錯誤」的一種被動選擇。不過,針對「需要數據傳輸分系統4年不間斷工作」的「慧眼」來說,關機重啟就意味著數據中斷,太空信使的任務目標就無法實現。

作為一個忠誠、勤勞、專業的太空信使。

「慧眼」將全天時觀測天文衛星和數據傳輸,被形象地稱為「24小時無間斷」且「沒有關機重啟」的直播。

GIF/395K

我國硬X射線調製望遠鏡衛星將在軌服役4年。

這4年里,慧眼將一刻無休地進行觀測,也意味著4年間衛星的數據傳輸分系統在軌不間斷工作。

而,這在其他國家衛星上從未有過

榮耀的背後

是幾代人的不斷堅守

6月15日11時00分,中國在酒泉衛星發射中心採用長征四號乙運載火箭,成功發射首顆X射線空間天文衛星「慧眼」。該衛星英文名簡稱HXMT,圖為研製團隊按照慣例,排成相應字母並與衛星合影,以此祈願成功發射。(中新社發航天科技集團五院 供圖)

「以前中國沒有自己的太空望遠鏡,分析研究都得用國外的衛星數據。」

「用人家的二手數據,就像是撿漏。要想從中有發現,就要花費很多時間精力,尋找與別人不同的角度。」

「好的科學成果人家都做完了,我們只能去他們的歷史資料庫中發掘。」

研究只能依靠別人的數據和儀器,讓「」慧眼」科研團隊都很難受很屈辱。

對很多不了解背景的人來說,「慧眼」彷彿一夜之間橫空出世,並且一步把中國帶入到X射線天文學時代。

而對於「慧眼」科研團隊而言,這是一個漫長而焦灼的過程。

20多年間,中國的自主研發的科研人員在持續壓力下,既飽受煎熬、又滿懷期待、並沉浸其中,始終如一,負重遠行,只為創建出屬於自己國家的太空望遠鏡。

持之以恆地努力終於獲得了應有的回報,經過29輪試製,完成30多個樣品,終於「殺」出一條路來。

GIF/554K

這枚來之不易的太空望遠鏡凝聚了幾代科學家的智慧與心血,也是幾代航天人的夢想和期盼。

所有的努力,為的就是讓我們中國人擁有自己的「慧眼」。

去探索那個潛伏在星空中極端熾熱的高能宇宙,看見浩瀚世界裡不斷上演的生死故事,還有那些宇宙中稍縱即逝的驚鴻一瞬,更是為了在世界的天文舞台上烙下屬於中國人的印記。

網友熱評:

通過引力波

我們可以直接觀測到黑洞

以及佔據宇宙質量95.1%的暗物質和暗能量

GIF/1018K

說不定以後

時間旅行,可能不是夢了!

GIF/756K

參考文獻:

1.果殼科學人:《剛剛見分曉!天文學家們憋到快炸的大新聞,到底說了啥?》

2. 放毒:《如何假裝成一個很懂引力波的人?》

3.北美留學生日報:《昨晚全世界科學家為這個大發現都沸騰了,人類離遨遊宇宙又近了一步》

4.人民日報

玩轉大學整理編輯

轉載請標註來源


喜歡這篇文章嗎?立刻分享出去讓更多人知道吧!

本站內容充實豐富,博大精深,小編精選每日熱門資訊,隨時更新,點擊「搶先收到最新資訊」瀏覽吧!


請您繼續閱讀更多來自 玩轉大學 的精彩文章:

在畢業論文里感謝前任,是我大學裡最後悔的事
「有人知我冷與暖,有人伴我度餘生」
寫給大學生的100句箴言,每一條都值得細讀
29歲北大女博士的遺囑,看哭了!
「想變成風,去撩一撩你」

TAG:玩轉大學 |