人類首次探測到中子星相撞產生的引力波，破解「黃金」起源問題

北京時間2017年10月16日22:00（美國東部時間10月16日10時），LIGO/Virgo聯合全球各大天文台在華盛頓召開新聞發布會，公布其在引力波探測到的新發現和相關細節。

圖| 南京紫金山天文台

對於這一天文盛事，鎂客君在南京紫金山天文台召開的新聞發布會現場見證了這一重大發現。紫金山天文台發言人表示，人類首次探測到了由中子星相撞產生的引力波。同時，驗證了雙中子星併合的時候會產生大部分超重元素金、銀等。

據了解，從北京時間2017年8月18日21:10起（即距離引力波事件發生24小時後），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，此次觀測持續到8月28日，期間獲得了大量的重要數據，並探測到此次引力波事件的光學信號，如下圖：

這些數據揭示了此次雙中子星併合拋射出約1 %太陽質量（超過3000 個地球質量）的物質，這些物質以0.3倍的光速被拋到星際空間，拋射過程中部分物質核合成，形成比鐵還重的元素。

愛因斯坦相對論「拼盤」終被補齊

LIGO曾三次探測到引力波

LIGO（laser interferometer gravitational wave observatory的縮寫，激光干涉儀引力波天文台），是藉助於激光干涉儀來聆聽來自宇宙深處引力波的大型研究儀器。據悉，LIGO由兩個干涉儀組成，每一個都帶有兩個4千米長的臂並組成L型，分別位於相距3000千米的美國南海岸Livingston和美國西北海岸Hanford。每個臂由直徑為1.2米的真空鋼管組成。

2015年9月14日，LIGO科學家首次探測到了引力波，並於2016年2月11日發布了這一重大發現。此後，LIGO又先後探測到了兩次引力波事件，分別於2016年6月15日和2017年6月1日探測到。

值得一提的是，LIGO所探測大的這三次引力波的信號來源是一樣的，都是來自於兩個黑洞的碰撞與併合。據了解，三次併合事件所形成的黑洞質量相當於太陽的62倍、49倍和21倍。美國麻省理工學院的戴維·休梅克表示，三次成功探測，讓人類有了進一步的證據表明，大於20倍太陽質量的黑洞是存在的，而這些，是在LIGO探測到引力波信號之前我們所不知道的。

美國科學家曾表示，引力波是愛因斯坦相對論實驗驗證中最後一塊缺失的「拼圖」，它的發現是物理學界里程碑式的重大成果，更標誌著人類在引力波領域的探索之旅正式開始了。

引力波是時空彎曲中的漣漪

是能超越不同維度的力，但還不能帶我們穿越時空

可能對於大多數人來說，「引力波」是一個非常新鮮又很高大上的名詞，但並不知道它到底是什麼，四個字總結就是：不明覺厲。

在物理學中，引力波是指時空彎曲中的漣漪，通過波的形式從輻射源向外傳播，這種波以引力輻射的形式傳輸能量。簡單而言，引力波就是憑藉光速傳播產生的時空波動。

百年之前，愛因斯坦曾基於廣義相對論預言了引力波的存在，他表示，引力是時空彎曲的一種效應，而這種彎曲是因為質量的存在而導致。通常而言，在一個給定的體積內，包含的質量越大，那麼在這個體積邊界處所導致的時空曲率越大。當一個有質量的物體在時空當中運動的時候，曲率變化反應了這些物體的位置變化。在某些特定環境之下，加速物體能夠對這個曲率產生變化，並且能夠以波的形式向外以光速傳播。這種傳播現象被稱之為引力波。引力波的存在是廣義相對論洛倫茲不變性的結果，因為它引入了相互作用的傳播速度有限的概念。

相關理論和資料顯示，引力波有兩個非常重要而且比較獨特的性質：

第一、不需要任何的物質存在於引力波源周圍，這時就不會有電磁輻射產生；

第二、引力波能夠幾乎不受阻擋的穿過行進途中的天體。然而，比如，來自於遙遠恆星的光會被星際介質所遮擋，引力波能夠不受阻礙的穿過。

而正是因為這兩個特徵，引力波才可以攜帶有更多的之前從未被觀測過的天文現象信息。

科學家表示，通過研究引力波，我們有望藉助引力波直接觀測到黑洞內在世界，能看清楚那佔比宇宙質量95.1%的暗物質和暗能量里藏著什麼。此外，引力是目前人類所知道的唯一能超越不同維度的力，通過研究引力波，人類或許可以在未來掌握進入到另外一個時空的技術。

那麼，問題就來了，憑藉當前探測到的引力波，真的能帶領我們穿越時空嗎？

LIGO科學合作組織的研究成員、加州理工學院物理學教授陳雁北教授表示，理論上，向一個正在合併的雙黑洞發射一個疊加的引力波，是有可能放大引力波效果的。但引力波是非常微弱的，目前人類很難發射可以被接收和探測的引力波。此外，由於引力波本身造成的時空彎曲是很小的,所以從當下來看，藉助引力波穿越時空並不現實。

題外話

從目前來看，LIGO是唯一能夠多次成功探測到引力波的天文機構，其探測難度可想而知。但大家不知道的是，隨著引力波理論的進一步被證實，傳統天文學的概念正在被顛覆，世界各國對這一領域的探索和布局也越來越重視。

目前，空間引力波探測已被列入中國科學院制訂的空間2050年規劃中。而我國主要的三個大型引力波探測項目：太極計劃、天琴計劃和阿里實驗計劃，則均與LIGO一樣，都是利用激光干涉的方式，對引力波進行探測和研究。

可能有人說，相較於LIGO，中國在這一領域幾無成果。但我們不可否認，引力波探測才剛剛開始，應用更是遙不可及。雖LIGO走在領域前列，但其實大家都是在同一起跑線上，未來的發展如何，我們可以期待，卻不可一概而論。

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