科学大事件 引力波之迷影寻踪

正2016年2月12日,也就是农历"破五",中国传统迎财神的日子。这一天,不仅中国,全世界的物理学界都在欢庆,仿佛迎来了它们的"财神"——被预言已经百年的引力波,终于被探测到了。作为普通大众,我们在被各种社交媒体刷屏的"引力波"洗脑的同时,却很少有人知道,引力波到底是什么?为什么探测到它需要百年努力?它又能给世界带来什么?本期"专题",我们将追随科学家的视野,一起揭开引力波的神秘面纱。     

引力波探索

现在物理学家很少怀疑引力波的存在了,但引力波是什么?怎样才能探测到引力波呢?     

专家与媒体面对面:谈谈引力波那些事

正作为2016年最为玄妙的科学理念、一说就会爆的词汇,引力波具体是什么?与人们生活有着怎样的联系?又是如何被科学家探测到的?带着这些疑问,3月中旬,山西省科协主办,山西科技新闻出版传媒集团、科学之友杂志社承办了关于"专家与媒体面对面:谈谈引力波那些事"的专题活动。参与互动的有新华网、科技日报、中国科学报、中国网、山西综合广播、山西日报、山西晚报、三晋都市报、山西新闻网、黄河新闻网、科学导报、     

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     

引力波的发现

<正>100年前,爱因斯坦的广义相对论预言了引力波的存在。但爱因斯坦也曾认为,由于引力波太过微弱,它无法被探测到。如今我们终于探测到了引力波,在证明了爱因斯坦的预言正确的同时,也证明了他的认识的局限性。13亿年前,在距离地球非常非常遥远的地方发生了一件大事,也可以算是宇宙中的一个大灾难。不过,它与地球上发生的任何灾难都不同:它静悄悄地发生,也不发出耀眼光芒,即使你就在它附近,也不会看见光亮。     

发现引力波——2017年诺贝尔物理学奖解读

2017年10月3日，终于到了宣布2017年物理学奖的时刻，诺奖委员会宣布：2017年的诺贝尔物理学奖授予三位美国物理学家雷纳?韦斯(Rainer Weiss)、基普?索里(Kip Stephen Thorne)和巴里?巴里什(Barry Clark Barish)，表彰他们对于研制激光干涉引力波天文台以及利用该天文台发现了引力波作出了决定性的贡献。这样的结果毫无悬念，和物理学界大部分学者的预言完全一样。那么，这个科学发现到底是什么？和现代物理学的发展有什么关系？爱因斯坦和这个发现是什么关系？引力波有什么用？有办法防引力波辐射吗？引力波探测与研究的未来是什么？中国在引力波探测领域的现状和未来计划是什么？笔者将在这篇文章里回答上面这些问题。     

感受时空震颤的涟漪——来自2016年首期“未来论坛”的科学发声

100年前爱因斯坦广义相对论预言了引力波的存在,经过半世纪的搜寻,这一宇宙学"世纪悬案"于2016年2月11日有了结果:人类首次直接探测到引力波!顿时各界沸腾!这一"高冷"的基础科学突破在普通人中也掀起了涟漪,就让知力君带领大家,聆听引力波研究领域的权威们如何深度解密"引力波"!陈雁北加州理工学院物理学教授、美国物理学会会士、LIGO科学联盟核心成员1916年,爱因斯坦在他的方程中发现了所谓的弱引力场下的解,这个解便描述了引力波。从类比的方法来看,引力波很像水面上的波动。当水面振荡时,它的振荡会以水波的形式传播出去。同样的,时空几     

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。     

“伶鼬小镇”的故事

<正>鸡年第一天,网络上就被黄鼠狼(黄鼬)刷屏了——"黄鼠狼给鸡拜年"。但图片多采用的是伶鼬——黄鼬的近亲,无辜的伶鼬背了黑锅。那么,伶鼬又是一种什么动物呢?本文给大家讲述一位野生动物爱好者观察伶鼬的故事。"伶鼬小镇"的来历4月中旬的一个早晨,野生动物爱好者罗伯特·福勒穿过他位于英国约克郡的花园。此刻是早晨8点     

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！”     

引力波 一个世纪的求索

<正>这是广义相对论最后的一块拼图,这是时空本身的震荡,这是天体物理学的新时代,这是人类迈向宇宙的新起点。从1916年爱因斯坦首次推导出引力波的波动方程至2014年的近百年中,引力波一直无法被直接探测到,也因此几乎从未得到大众的关注。但近两年来,引力波却突然成为极其热门的词汇,至少3个与其相关的重大事件引发了全世界的关注。第一次是     

无奈的苟活

<正>为什么某些品种的狗和狼在形体上如此相似?为什么人们都在传说它俩归属同一个祖先?为什么哈士奇这么2,而狼却很凶狠呢?狗和狼究竟有什么关系?它们适应环境,夹缝求生的本领究竟谁的更高呢——假如有人想养一只狼做宠物,一定会招来大家的嗤笑或惊叹。"养虎"都可"成患",狼可比虎更凶残啊!但美国的瑞克一家却不同意这个说法。家住威斯康辛州欧克莱尔附近的瑞克一家和宠物"威利"——一只郊狼已经相伴度过了三年的美好时光。威利像宠物狗一样完全融入了这个大家庭,它在瑞克的女儿海莉的床上打瞌睡,与海莉和瑞克玩耍。一家人对它也有很深的感情。     

动态点击

<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     

LIGO发现引力波:一个新时代的起点

2015年9月14日,激光干涉引力波天文台(LIGO)探测到来自两个恒星质量黑洞并合所产生的引力波信号GW150914。这是一个划时代的发现,正式标志着人类探索宇宙的脚步步入了一个新的纪元。本文就什么是引力波、如何探测引力波,即这次探测相关的种种细节进行了分析与讨论。     

并合双星系统的引力波理论模型

引力波直接探测已经被LIGO成功实现.在GW150914的数据处理中引力波理论模型起到了关键作用.理论模型不仅从原始数据的噪声中挖掘出引力波信号,使得探测结果的置信度达到5.1σ,而且还证认出其波源是并合的双黑洞.除了LIGO这样的地面引力波探测器,还有脉冲星计时计划和空间引力波探测计划等.在所用的这些引力波探测计划中,理论模型都扮演着信号提取和波源反演的重要角色.随着引力波天文学的逐渐开展,理论模型研究的重要性和紧迫性将变得越来越明显.双星系统是上述所有引力波探测计划最为重要和最为现实的波源.本文对双星系统的引力波理论模型研究现状作一个概括性介绍,并指出存在的问题和以后可能的研究方向.     

第三种波通信——引力波通信的实验成果

引力波早在1916年爱因斯坦就预言它的存在,并认为引力波以光速在太空中飞驰。1960年,美国马里兰大学的韦伯教授首先采用铝杆天线装置来探测引力波,嗣后,联邦德国、苏联、美国贝尔实验室也相继采用比铝杆天线更精密的装置来进行探测,结果都未直接探测到来自太空中的引力波。但是,根据爱因斯坦的广义相对论,如果太空中有一颗脉冲星在辐射引力波的话,那么它的公转周期就会缩短。1974年,美国物理学家泰勒博士,发现了一颗脉冲星以0.059秒的周期准确地发出无线电脉冲信号。经过长达四年时间的观测,终于发现其公转周期有了缩短,且其缩短值与理论上的计算值完全相符,这便间接地证实了这颗脉冲星确实是在发射引力波。自此以后,有关引力波是否存在的争论就逐渐趋于平息。近年来还设想和研制了许多有关发生和检测引力波的装置,并且成功地实现了对莫尔斯电码的发送和接收,这就为人类利用第三种波——引力波通信展示了美好的发展前景。本文介绍引力波通信的实验结果。     

外星人,你好吗?

正2016年也许很不同,人类探测到引力波、好奇号依旧在火星坚守、新视野号飞掠冥王星、朱诺号即将登陆木星,还有即将付诸实施的美国NASA载人登陆火星计划、欧空局外空火星任务以及中国的天琴计划……人类对宇宙的探索已经到达了一个全所未有的高度,但再好的风景,没有生灵的点缀,也就失去了灵性。没有生命,宇宙一     

人类首次直接探测到引力波——广义相对论和天文学的又一个里程碑

正100年前,爱因斯坦建立了广义相对论,预言了引力波的存在.根据广义相对论,引力波是由于时空扭曲而产生的一种以光速传播的时空波动,如同石头丢进水里产生涟漪一样.从20世纪50年代开始,科学家们一直在努力探测引力波.但由于引力波传播到地球时已经极其微弱,所以实验探测异常困难.从理论上讲,物体质量越大,运动速度越大,造成的时空曲率变化越严重,产生     

和LIGO一起倾听天籁之音

正100年前,爱因斯坦用广义相对论预言了引力波的存在,认为引力是弯曲时空的产物,引力波就是大质量物体相互影响时产生的时空涟漪。如今,科学家终于探测到了引力波存在的直接证据。2016年2月11日,激光干涉引力波天文台(LIGO)的科学家宣布发现了13亿光年之外的两个黑洞碰撞产生的引力波的信号,这个被称作GW150914的引力波是在去年9月14日被LIGO检测到的。理论上,宇宙中应该不乏引力波的痕迹。像超新星爆发、中子星超速运转、黑洞双星或双中子星旋近这些外力     

天琴计划与国际合作

<正>2016年2月11日,LIGO(theLaserInterferometer Gravitational-Wave Observatory)科学合作组宣布于2015年9月14日探测到来自GW150914的引力波信号~([1]).这是人类首次直接观测到引力波,也是人类首次观测到双黑洞并合的天文现象.全世界新闻媒体争相报道,造成极大轰动与回响.引力波探测的实现使人类进入了利用引力波来探