英国投标探索引力波

英国物理学家一个小组已经宣布计划耗资12亿英磅建造一个观测站来研究宇宙空间遥远地方暴烈事件所产生的引力波.格拉斯哥大学吉姆·霍教授所领导的这个工程可能开辟过去宇宙学上未曾开发的一个窗口,并且在测量宇宙大小上给予一个空前精度的引人好奇的前景. 引力波烦扰物理学家几乎已经20年了.广义相对论预言,不管在哪里大的质量遭受到高的加速度就会产生引力波.实际上,这是指宇宙范围的暴烈事件,诸如星的合并和超新星的爆炸.探测它们的大多数尝试是依靠寻找重金属杆中细小的振动     

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<正>人类首次"看到"引力波全球多国科学家10月16日同步宣布,人类第一次直接探测到来自双中子星合并产生的引力波,并同时发现这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。我国第一颗空间硬X射线调制望远镜卫星"慧眼"和位于南极的巡天望远镜,都对此做出巨大贡献。本次引力波事件GW 170817是人类首次直接探测到由两颗中子星并合产生的新型引力波事件(区别于以往发现的双黑洞并合),发生在距离地球1.3亿光年之外的编号为NGC 4993的星系中。引力波是黑洞等极端天体物理过程中引力场急剧变化。人们形象地称它产生时空扰动并向外传播的现象为"时空涟漪",这种时     

科学的“大”与“小”

正《科学》杂志把"双中子星并合"评选为2017年度重大科学突破,是因为科学家对双中子星并合事件进行了多维度的详细观测,这一突破标志着天文学的发展进入了激动人心的新阶段,展现出潜力无限的未来,同时也是"大科学"研究的绝佳范例。美国激光干涉仪引力波天文台(LIGO)的两个探测器和欧洲"处女座"(Virgo)引力波探测器     

首例引力波探测事件GW150914与引力波天文学

100年前,爱因斯坦从广义相对论出发,在理论上预言了引力波的存在.自20世纪60年代开始,科学家开始试图在实验上检测来自不同天体物理过程和宇宙学演化过程的引力波信号.经过了50多年的努力,位于美国的LIGO引力波探测器在2015年9月14日终于首次直接探测到了双黑洞合并的引力波信号,为人类的天文学研究打开了一扇全新的"引力波窗口".可以预见到在不久的将来引力波研究会从各个不同的引力波频段上探索宇宙的未知信息.本文从引力波的物理内容、空间和地面的探测手段及噪声限制、引力波在天体物理学等方面的可预见的科学产出、国内和国际上在这个研究领域的最新发展动态等方面,对引力波天文学做了简单的综述和讨论.另外,本文还就LIGO的首例引力波直接探测事件GW150914及其背后的双黑洞合并的物理过程做了一定的介绍.     

《自然》杂志盘点2014年十大科学事件

<正>过去一年里,科学界可谓是悲喜交加:干细胞研究风云再起、宇宙引力波真假之争、商业航天事业遭遇重大挫折。然而,探测器登陆彗星、人类起源新发现,以及破解大脑计划的进展,还是让我们有理由来庆贺2014年取得的科学成就。以下是《自然》杂志评选出的2014年十大科学事件。进军太空有喜有忧2014年,亚洲国家竞相飞向太空。印度空间研究组织(ISRO)的火星探测器成功进入火星轨道,成为亚洲第一个成功抵达火星的探测器。日本发射了     

关于“引力波”问答

<正>科学家近日宣布,通过南极BICEP2望远镜探测到了物理学家曾预测的引力波在时空中产生的涟漪。BICEP2检测到的这种特别的引力波涟漪是宇宙大爆炸后的急速膨胀所产生的,引力波的发现让我们有幸一瞥宇宙远古历史上最遥远的那一瞬间。"引力波"涉及一些人们比较陌生的概念,以下是关于引力波的问答。BICEP2宣告的意义是什么?科学家需要多年时间来揭示这一发现的意义,以下是目前已经明确的重要意义:·早在100年前,爱因斯坦就已经预测到了"引力波"的存在。根据他的计算,这种引力波可能     

科学家为何偏爱中微子

<正>人类首次确认37亿光年之外的超高能中微子的源头,这是继引力波之后的又一重大天文事件!人类探索宇宙的下一个重大发现也被认为或许就藏在宇宙中微子中。2018年7月,由威斯康辛大学麦迪逊分校主导的"冰立方"小组宣布,冰立方探测器于2017年9月22日探测到一个来自37亿光年之外的超高能中微子。美国宇航局(NASA)的费米卫星小组则宣布:在同一方向的一个编号为TXS 0506+056的天体的伽玛射线的亮度在此期间突然变大,这意味着这个中微子很可能来自耀变体     

渐近耳畔的“宇宙之音”

正引力波曾被很多人比喻为宇宙的"声音"。正如在我们的日常生活中,声音是不可分割的一部分,是人们对外界事物感知的重要途径之一,引力波的作用也类似于此。一经证实,整个科学界都在沸腾,这是科学史上又一次具有划时代意义的事件。众所周知,宇宙所有物质和能量之间都存在着引力,比如说,物体在地球上的重量便是由地     

《自然》:2016年度十大科学人物

<正>作为一名物理学家,她帮助首次捕捉到了人类寻找多时的引力波的直接信号一年多以前,加布里娜·冈萨雷斯(Gabriela Gonzalez)正努力保守着自己人生中最大的秘密,在美国的两个巨大探测器捕捉到了引力波的信号。引     

透镜化引力波的散射问题及其应用

引力波的直接探测开启了引力波天文学时代.引力波传播路径中的大质量天体,例如黑洞、星系、星系团会散射引力波,发生引力透镜化引力波现象.这种现象包含动态引力场(引力波)、静态引力场(透镜体)以及宇宙学信息.透镜化引力波是引力波探测器重要科学目标之一.本文介绍了利用测地线方程、透镜方程和波动方程研究透镜化引力波的定态散射问题,回顾了利用透镜化引力波-电磁波系统研究引力波张量特性、干涉和衍射效应,以及其在引力波速度、哈勃常数、宇宙曲率、透镜体质量和子结构等方面的应用.     

新知短信

人类导演"关地大冲撞" 用核弹轰击小行星的设想早已提出,然而实现的则是用宇宙探测器撞击彗星。这是人类首次主动"攻击"一个宇宙天体。近日,美国航天局为寻找早期太阳系的冻结碎片,向一颗距地球1.3亿千米的彗星发射探测器,名为"深度撞击"的探测器发出的冲撞将在彗星表面撞出一个坑。     

科学助力 神器也神奇

正在过去近10年的时间里,尽管圈子非常小,但一个全新的天文学领域正逐渐出现,那就是引力波天文学。和传统天文学使用天文望远镜对宇宙进行观测不同,引力波探测器使用的是激光和反射器,研究人员会让激光在两块呈直角方位的反射镜之间反射,并观察两束光波叠加时所呈现的干涉条纹特征。这正是位于美国的"激光干涉引力波天文台"(LIGO)所采用的做法。在2002—2010年运行时期,LIGO设施验证了其设计概念的可行性,随后     

全新程序精确模拟宇宙演化

正广袤的宇宙一直是人类渴望了解的最终目标之一,随着引力波的发现,我们对于宇宙的认知也越来越深入。日前,瑞士日内瓦大学的研究人员开发了一款名为"gevolution"的数值模拟程序,它能将时空的转动与引力波等相关因素均考虑在内,精确模拟宇宙的演化过程。在"gevolution"的帮助下,科学家将会对衡量时空     

人类首次探测到引力波涟漪

<正>科学发现史上又一个重要里程碑宇宙时空中的引力波让我们有机会一窥遥远过去宇宙大爆炸瞬间发生的事情。原始引力波的发现如果能得以证实,将在整个科学领域内产生涟漪效应。引力波的存在支持了一些非常关键的预测,例如宇宙是如何开始和运作的,并为将现代物理学的两个基础理论合二为一提供了一线希望。引力波预测成为现实大质量天体加速穿越时空结构时引起空间动荡产生的涟漪就叫作引力波。很早以前,爱因斯坦广义相对论就已经预测到了引力波的存在,尽管它们从未被直接探测到。     

引力波与黑洞

2015年9月14日,LOGO探测到来自两个质量分别为29个太阳质量和36个太阳质量的黑洞并合产生的引力波。这是人类第一次探测到黑洞并合事件,也是第一次探测到来自宇宙的引力波信号。那么,什么是引力波？什么是黑洞？它们是怎么发生碰撞的？碰撞后又发生了什么？本文将做出解释。     

“黑洞探针”计划:揭秘宇宙中最神奇的天体

正2016年年初,人类首次直接探测到引力波的消息席卷全球,这次引力波事件是由距离地球14亿光年之遥的两个黑洞合并时发出的。黑洞总是宇宙中许多高能事件的始作俑者,也是天体物理学家研究的重要对象。几乎与此同时,中国科学院完成了《2016-2030空间科学规划研究报告》,报告提出了一系列空间     

迎接天文新时代

100年前,爱因斯坦的广义相对论预言了引力波的存在。广义相对论的其他预言如光线的弯曲、水星近日点进动以及引力红移效应都已获证实,唯有引力波一直徘徊在科学家的“视线”之外。美国科学家在2016年2月11日宣布,人类首次直接探测到了引力波。这是人类第一次能够“听”到宇宙的“声音”。它的发现是物理学界里程碑式的重大成果。过去,宇宙以光的形式向人类传递了太多信息,而如今,引力波在时空中向我们传递着类似声音般的新信息。引力波的发现,很有可能改写物理课本,它带给科学家和人类今后无穷的想象。正如著名理论物理学家斯蒂芬.霍金所说,“人类探测到引力波的这种能力,很有可能引发天文学革命。这提供了一种人们看待宇宙的全新方式！”     

寻找暗物质的黑马

正中国已经是寻找宇宙中难以捉摸的无形粒子的强大参与者。2015年,中国将一个名为"悟空"的宇宙探测器送入地球轨道,用于跟踪和记录宇宙射线,即来自宇宙的高能粒子流。探测器在其工作的最早530天里,记录了超过28亿条宇宙射线。当科学家查看数据时,发现了一些异常:一些射线(至少有150万条)具有与其他射线不同的高能量。从曲线图中可见,这些射线     

宇宙重加热产生的随机引力波背景

正2015年9月14日,人类首次直接探测到了致密双星并合产生的引力波,验证了广义相对论在100年前对引力波的预言,打开了人类认识宇宙的一扇崭新的窗口,也拉开了引力波天文学和引力波宇宙学的序幕~[1].除了致密双星并合系统外,宇宙早期发生的暴胀也能产生引力波,这类随机引力波称为原初引力波.暴胀理论预言的原初引力波在揭示宇宙的物理起源中扮演着重要的角色.无论在暴胀过程中还是在暴胀结束后的重加热阶段产生的原初引力     

激光干涉引力波空间阵列核心问题的综合讨论

<正>空间激光干涉引力波探测计划,例如欧洲航天局主导和美国参加的LISA(Laser Interferometer Space Antenna)计划~([1])、中国的"太极"计划~([2])和"天琴"计划~([3])等,瞄准中低频段(0.1mHz～1Hz)的引力波波源.这个频段的引力波事件