引力波爆发事件的电磁对应体的探测

双黑洞并合产生的引力波信号由第二代地面激光干涉仪引力波探测器Advanced LIGO第一次直接探测到,开启了探索宇宙的一个崭新的窗口.伴随着Advanced LIGO科学运行期的继续运行,以及未来几年其他第二代探测器,例如Advanced Virgo,LIGO-India的陆续建设和投入使用,将有越来越多的引力波信号被探测到.最新的双中子星并合引力波事件的电磁对应体被探测到,极大地丰富了引力波天文学的科学内容,人类进入全新的多信使天文时代,例如:提高引力波源及其宿主星系空间位置精度估计,确定引力波源的红移、破除引力波模型中的简并参数,确定引力波事件前身天体的物理环境以及其产生的物理机制、测量宇宙学参数等等.由于引力波探测器的定位能力较差(Advanced LIGO~十至几百平方度),探测引力波事件电磁对应体对大视场高能观测设备提出了迫切需求.爱因斯坦探针具有大视场、高灵敏度、全天观测、快速指向能力和数据下传等方面的优势,特别是其大视场和高灵敏度,为引力波事件电磁对应体的探测提供了一个理想的观测平台.爱因斯坦探针的成功运行,将促进引力波天文学和引力波宇宙学的发展,并且使我国在引力波源的电磁波对应体研究方面处于国际领先的地位.     

LIGO实验采用迈克逊干涉仪不可能探测到引力波——引力波存在时光的波长和速度同时改变导致LIGO实验的致命错误

本文严格证明,LIGO实验的计算忽略了两个重要因素,导致致命的错误.一是忽略了引力波对光的波长的影响,二是没有考虑到引力波存在时光速不是常数.按照广义相对论,引力波对空间距离产生影响的同时,也会对光的波长的影响.同时考虑着两个因素,迈克逊干涉仪上激光的相位是不变的.此外按照广义相对论,引力波存在时,时空度规的空间部分发生改变,但时间部分却是平直的.由此导致引力波存在时光速不是常数,用时间差计算干涉图像变化的方法失效.因此LIGO实验设计的基本原理是错的,采用迈克逊激光干涉仪不可能观察到引力波.由于光速不是常数,LIGO实验中所有关于信号匹配的计算都将改变,就谈不上引力波的探测了.事实上,迈克逊当年也是采用迈克逊干涉仪,试图发现地球绝对运动.然而迈克逊实验得到的是零结果,由此导致狭义相对论的诞生.LIGO实验的基本原理与迈克逊实验的基本原理是一样的,在实验过程中光波的相位都是不变的.用迈克逊干涉仪做实验只能得到零结果,由此注定LIGO实验不可能发现引力波的.     

引力波会告诉我们什么——从LIGO首次直接观测到黑洞引力波说起

 LIGO 宣布首次直接探测到引力波,是一项震动世界的里程碑式科学发现,它将开启引力波实验的新纪元。本文介绍直接探测引力波的意义、致密天体引力波的直接探测手段,指出原初引力波的探测将是下一个值得期待的重大科学突破。介绍了探测原初引力波的意义以及即将在中国西藏阿里地区展开的阿里原初引力波探测实验,并对引力波开启的天文物理的新时代做了展望。     

LIGO真的探测到引力波了吗?——电磁相互作用的存在导致LIGO探测引力波的实验无效

在现有广义相对论中,引力波对距离影响的公式只适合于真空中受引力作用的粒子。LIGO实验在地球表面进行,激光干涉仪固定在地表上,处于电磁相互作用的平衡状态。电磁力比引力强10~40倍,引力波不可能克服电磁平衡力使两个干涉仪的距离发生改变。由于没有考虑到这个因素,LIGO实验的设计原理存在严重的问题,其关键的数据分析和计算都是错的。这也是韦伯引力波实验失败的真正原因,探测引力波的实验必须移到太空中进行。除此之外,LIGO实验还存在以下问题:一.没有发现引力波的暴发源,所谓的双黑洞并合事件,只是激光干涉仪测定到的数据与爱因斯坦理论的计算机拟合结果,不代表天文和物理上真实发生的事件。二.LIGO实验证实爱因斯坦引力理论的说法是循环论证,在逻辑上不成立。三.LIGO实验引力波能流密度的计算会导致自相矛盾的结果。四.LIGO实验的理论分析采用数值相对论,为了消除黑洞的奇异性引入许多修正导致误差。由于引力场方程的非线性,蝴蝶效应使误差放大。五.长度改变10~(-18)米的测量远远超出现有技术的能力,实际上不可能实现。这种精度的测量已经进入微观领域,并违背量子力学的测不准原理。LIGO实验中出现的信号不是由两个干涉仪之间距离的变化引起,而是由干涉仪的振动引起。六.因此LIGO实验中探测到的不可能是引力波的信号,可能是来源于两个干涉仪中间地带的某种干扰信号。     

空间太极计划:到太空探测引力波

正2016年2月11日,高新激光干涉仪引力波天文台(aLIGO)宣布探测到引力波,开启了引力波天文学和引力波物理学时代,吸引了全世界的天文学家和物理学家聚焦于这一全新的领域。与光学望远镜可分为地基望远镜和太空望远镜一样,对引力波的观测也可分别在地球和宇宙空间进行。我国已计划开展多波段的引力波观测,其中最激动人心的当属在太空观测引力波的"空间太极计划"。为了一窥这一宏伟计划的究竟,本刊专访了空间太极计划的首席科学家胡文瑞院士和吴岳良院士。     

空间引力波探测——天文学的一个新窗口

本文内容分为两部分.第一部分通过外尔曲率来阐述引力波这个物理概念,为天体源引力波探测(地面或空间)建立一个基本的理论框架.第二部分中,在中国科学院二期先导研究的基础上,我们进一步地说明空间引力波探测的天文学意义,特别是在探索早期宇宙中星系结构的形成,星系-黑洞共同演化结构等重大天文问题中提供一种全新的观察窗口.简要介绍中国科学院空间引力波探测计划(太极计划)的任务设计,并进一步阐明其科学目标以及与(e)LISA项目的区别所在,最后给出空间任务中关键载荷的初步分析.     

风乍起,吹皱一池春水——爱因斯坦预言百年的引力波来了

 春天来了,风从东方来,也从太空来,吹皱了时空的涟漪。LIGO收到了引力波迟来的问候,恰好是引力波百年生日的礼物--爱因斯坦最早预言引力波就在1916 年2 月与史瓦西(KarlSchwarzschild)的通信中。然而,爱因斯坦对引力波是否存在,一直都很纠结。在1916年6月发表的第一篇引力波论文^[1]里,他认为:“在所有能想得到的情况下,引力波的辐射都可以忽略。”在这一点上,他显然不像对光线偏折和水星轨道进动那么重视,而且他也没有把引力波作为广义相对论(GR)的基本实验证据--在GR 的第一篇完整论文里,他只列了3个实验:引力红移,光线弯曲和行星轨道的进动^[2]。当然,那时他可能没想到引力波是真实的物理效应,因为两年后他才计算了引力波的能量流^[3]。     

图片新闻

正2016年2月11日,美国国家科学基金会宣布:人类首次直接探测到了引力波。这次探测到的引力波是由13亿光年之外的2颗黑洞在合并的最后阶段产生的。2颗黑洞的初始质量分别为29颗太阳和36颗太阳,合并成了1颗62倍太阳质量高速旋转的黑洞,亏损的质量以强大引力波的形式释放到宇宙空间,经过13亿年的漫长旅行,终于抵达地球,被美国"激光干涉引力波天文台"(LIGO)的2台孪生引力波探测器探测到。     

中山大学常温共振型引力波探测器

1.概述引力波探测是验证广义相对论以及检验其它与之并行的引力理论正确性的一个重要手段。1976年中山大学引力物理研究室开始了常温共振型引力波探测系统的建设,经过模拟实验、试运转和技术改进等几个阶段,于1984年正式运转(图1)。目前用于引力波探测的有共振型天线、激光干涉和宇宙飞船多普勒跟踪三大类方法。其中用高Q值材料制成并置于超低温中的共振天线具有最高的灵敏度。理论计算表明,只有大质量、高速运动的天体才有可能     

物理学在天体问题中的应用及前景

本文综合了现代物理应用在天体方面所取得的重要成果,如巨星的预见,星体形成和演化规律,宇宙膨胀等。还探讨了近年来在天文学的研究中比较活跃的与物理有关的科题,如引力波,超光速等问题。最后展望了物理学的应用前景。     

找到引力波既是幸运,也是意料之中

 13 亿年前的地球充其量还只有低等生命的存在,然而那时候遥远外太空里一颗质量为29 倍太阳质量的黑洞与另外一颗36 倍太阳质量的黑洞缓慢地靠近了,它们相互绕转,最后碰撞并合在一起,拨动了宇宙的琴弦--发出引力波。引力波以光速传播,在走了漫长的13 亿年后,如今正强烈地拨动着2016 年地球人的心弦。     

中国三大基本构造单元的地球物理特征的研究

本文以中国大陆地壳的三大基本构造单元——地槽区、地台区和地洼区为研究对象,较系统地统计了不同类型的构造区的地球物理特征及其相互间的差别,探讨了由此反映出来的深部构造特点。重点探讨了中亚地洼区与华夏型地洼区在地球物理特征和深部构造上的异同;对三个残留地台现阶段的构造运动状态提出了个人的看法。在综合分析各构造单元的地球物理特征及其深部构造形成演化的可能原因的基础上,从地球物理的角度初步探讨了地壳演化发展的动力学机制。     

基于Youngs界面技术的混凝土中爆炸三维动力计算

为了研究混凝土中爆炸的物理机制,基于三维Youngs界面重构技术,编制了MMIC-3D程序,模拟了半无限混凝土中爆炸空腔的形成、发展、鼓包运动规律等过程,得到了半无限混凝土中爆炸的三维数值模拟结果.研究结果表明,计算结果与实验现象和物理规律一致,本文中的计算方法和程序代码是正确的,可以为工程设计提供依据.     

热点排行

<正>(新闻时段:2017-10-16至2017-10-31;排行依据:遴选出的30家核心媒体报道频次)1发现首个双中子星并合引力波事件[核心媒体报道频次:.30/30]10月16日,美国国家科学基金会召开新闻发布会,宣布激光干涉引力波天文台(LIGO)和室女座引力波天文台(Virgo)于2017年8月17日首次发现双中子星并合引力波事件,国际引力波电磁对应体观测联盟发现该引力波事件的电磁对应体。     

双极化态平面引力波对背景电磁场的扰动能量

在一特定谐振腔内,背景静磁场和背景电磁波构成一个引力波的电磁谐振系统.计算了引力波对背景电磁场的一阶和二阶扰动能量.结果表明:一阶扰动能量包含更多关于引力波的信息;二阶扰动能量是正定的.     

新闻时段2016-02-01至2016-02-15

正(新闻时段2016016-02-01至20162016-02-15;排行依据排行依据:遴选出的30家核心媒体报道频次核心媒体报道频次)1美科学家宣布发现引力波2中国引力波探测工程"天琴计划"正在立项[核心媒体报道频次:29/30]2月12日消息称,中国本土重大引力波探测工程"天琴计划"已于2015年7月正式启动,部分关键技术研究已有具体进展,目前正在立项中。中山大学"天琴计划"是以引力波研究为中心,开展空间引力波探测计划任务的预先研究,制定中国空间引力波探测计划的实施方案和路线图,并开展关键技术研究。根据此前设想,"天琴计划"主要分4阶段实施:第1阶段完     

一种可调谐的引力波天线

本文研究了一种以扭摆为基础的可调谐引力波天线。调整系在扭摆两端的弹性线的张力,很容易使天线的共振频率在0.1——10Hz范围内调谐,这正是预期由天体物理过程产生的引力波频谱的峰值范围。     

2类双极化态引力波的能量密度

根据引力场能量动量的Landau-Lifshitz表述,计算了笛卡尔坐标系中的双极化态引力波能量密度.结果表明,双极化态引力波的能量密度是恒正的.     

太阳地球物理学:问题和前景

太阳地球物理学的对象和任务太阳、星际间的介质和包括大气和其他层的地球是太阳地球联系链条中的主要环节。太阳地球物理学研究的对象是太阳和地球之间的全部介质和介质中发生的过程。在太阳地球物理学面临的问题中,我们将注意这样一些基本问题,如揭示负责太阳爆发、粒子加速度、太阳风和星际间磁场结构形成的物理机制,以及负责使太阳风的能量传给地球磁层和磁层与电离层相互作用的物理机制。在应用计划方面,太阳地球物理学的主要任务可表述如下: 为了实用航天学和国民经济有关部门的需要,判断     

引力波:打开探索宇宙的新方式

正2016年2月11日,北京时间23:30分,加州理工学院、麻省理工学院、LIGO科学联以及美国国家科学基金会,向全世界宣布:我们真的探测到了引力波!那么何为引力波?实质上它是一种时空涟漪,如同石头被丢进水里产生的波纹一样。时光退回到100年前,当时的爱因斯坦曾预测过引力波的存在:他发现自己的方程有一组解,和电磁波的性质类似,以光速传播。然而他在文章里提及——这个引力波辐射的能量很少,在所有能想得到的情况下,引力波的辐射都可以被忽略。之后的许多年里,物理学家都搞不太清这个解的物理