科普：引力波與宇宙級「盲人摸象」

新華社北京１０月１６日電（記者 黃堃 林小春）最新關於雙中子星合併產生引力波的發現備受關注。許多科學家評論說，這標誌著「多信使天文學」進入一個新時代。那什麼是多信使天文學？打個比方，這就是宇宙級的「盲人摸象」。

「我們常說天文學研究是『盲人摸象』，因為宇宙太大了，要了解它太難了，一種手段往往只能了解一個方面的信息，」中國科學院國家天文台科學傳播中心主任鄭永春研究員說，「引力波提供了一種與以往觀測方式完全不同的手段，使多信使天文學進入一個新時代。」

從古人單憑肉眼仰望星辰，到伽利略第一個將天文望遠鏡對向星空，人類曾經觀察宇宙的唯一方式就是光線。但這種觀測不僅受到天氣條件的約束，所獲得的信息也受到可見光載體的限制。

隨著科學的發展，人們逐漸認識到在可見光之外，宇宙中還存在Ｘ射線、無線電波等看不見的電磁波。通過探測它們，可以觸摸到宇宙這隻「大象」的另外一些方面。比如黑洞的引力讓光線也無法逃脫，人們無法看見黑洞，但是它會釋放出很強的Ｘ射線，讓天文學家得以分析黑洞的若干性質。

「Ｘ射線、可見光、無線電波都是電磁波，只是波長不同，所以逐漸發展出『全波段天文學』，就是用各種波段來研究同一個天文現象，能得到更客觀和更深刻的認識，」鄭永春說，「還是用『盲人摸象』打比方，用不同方式摸得多了，宇宙的『形態』也能慢慢呈現出來。」

引力波的發現，又提供了一種全新的「摸象」方式。引力波是與電磁波本質不同的物理現象，雖然百年前愛因斯坦的廣義相對論就預言了引力波的存在，但由於相關信號非常微弱，直到２０１５年才由美國「激光干涉引力波天文台」（ＬＩＧＯ）第一次探測到由雙黑洞合併產生的引力波信號。

本次ＬＩＧＯ項目組宣布發現的引力波，來自距地球約１．３億光年處的雙中子星合併。與黑洞合併只產生引力波不同的是，中子星合併除了產生引力波外，還發出了大量的電磁波。對於這次事件，全球約７０個地面及空間望遠鏡從紅外、Ｘ射線、紫外和射電等波段進行了觀測。這是有史以來第一次，人類同時探測到來自同一個天文事件的引力波與電磁波。

這就是讓天文學家感到興奮的「多信使天文學」。引力波和電磁波作為不同的「信使」，可以告訴我們同一個天文事件在不同方面的信息。美國田納西大學天體物理學教授邁克爾·吉德里說，「多信使天文學」是天文學家長期追求的「聖杯」，將對相關領域的未來產生巨大影響。

從肉眼觀星到使用望遠鏡，從「全波段天文學」到「多信使天文學」，人類認識宇宙的手段在逐漸豐富，這頭仍有不少謎團的宇宙「大象」，最終會向人類展示出它的真面目。

作者： 黃堃 林小春[責任編輯: 呂芮光]

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