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科學家發現重力波 愛因斯坦100前預言被證實

加州理工LIGO執行董事大衛·瑞茲(David Reitze)2月11日宣布他們發現了愛因斯坦預言的重力波。 (SAUL LOEB/AFP/Getty Images)
加州理工LIGO執行董事大衛·瑞茲(David Reitze)2月11日宣布他們發現了愛因斯坦預言的重力波。 (SAUL LOEB/AFP/Getty Images)
【記者劉菲/編譯】由加州理工學院領導的國際科研團隊2月11日(星期四)宣布,發現了距離地球13億光年外的兩個黑洞相撞產生的時空漣漪,進一步證明了愛因斯坦在100年前預言的重力波的存在。

希伯來大學愛因斯坦檔案館館長Dr. Roni Gross展示愛因斯坦百年前預言重力波的文件。(Lior Mizrahi/Getty Images)希伯來大學愛因斯坦檔案館館長Dr. Roni Gross展示愛因斯坦百年前預言重力波的文件。(Lior Mizrahi/Getty Images)

愛因斯坦在1916年發表的廣義相對論中第一次提到重力波。他認為大質量物質能讓時空產生扭曲,類似保齡球拉伸織物的效應。當這些物體加速時,他們將在宇宙中產生漣漪(重力波)。

此次發現由加州理工學院、麻省理工學院組成的「激光干涉重力波天文臺」(LIGO)做出。該項目是美國國家科學基金會資助下於1984年成立的,以證明愛因斯坦理論的正確性。更早的研究可以追溯到1972年,當時是在麻省理工展開。

探測宇宙可以「用耳朵」

LIGO執行董事大衛·瑞茲(David Reitze)在華府的新聞發布會上說,這個發現將打開研究宇宙的新窗口,「直到現在,我們對重力波一直失聰。但是今天我們可以聽到它們了。」

天文學家一直依靠各種波長的光波來探測宇宙——可見光可以看到肉眼所見的天空;紅外線可以探測到更古老、更遙遠的星星;無線電揭示了宇宙大爆炸產生的餘輝;X射線則可以展現恆星爆炸產生的超新星……除去中微子天文學開闢的新領域,天文學家基本是在依靠「眼睛」觀察宇宙。現在,隨著重力波的發現,他們又多了一個感官功能,用「耳朵」來感知宇宙。

2.5英里長的隧道探測器

重力波是由兩個LIGO探測器在去年9月14日美西時間凌晨2:51探測到的。兩個探測器分別位於路易斯安娜州的李文斯頓和華盛頓州的漢福德,相距2千英里。探測器是長約2.5英里的隧道,安裝有反射鏡和激光,以探測重力波經過地球時產生的微弱信號。

LIGO希望,即將建成的三個國際干涉儀能幫助他們尋找到重力波的波源。

為了LIGO項目,加州理工從全美和世界各地招聘了500多工作人員。

加州理工LIGO數據分析組主管艾倫·溫斯坦(Alan Weinstein)說,早期的技術無法探測到重力波是因為不夠敏感。去年9月他們更新了技術,將敏感度提高三倍,立刻在當月就探測到了重力波的信號。

有科學家曾懷疑數據造假

之後的幾個月,科學家們一直在確認數據、撰寫論文。有的科學家甚至曾經懷疑信號的真實性,怕是有的項目成員故意捏造的。但是沒有發現數據被篡改過的證據。

星期四,LIGO發表了經過同行審評的「對二元黑洞合併產生重力波的觀察」(Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger)等12篇論文。儘管二元黑洞也尚未得到證實,但是LIGO認為黑洞理論最符合他們接收到的信號。

加州理工費曼理論物理學教授、LIGO的聯合創始人基普·索恩(Kip Thorne)在一份聲明中說:「隨著這項發現,我們人類將展開一個了不起的新旅程:探索宇宙扭曲的一面——來自扭曲時空的物體和現象。」「黑洞碰撞產生的重力波是我們發現的第一個漂亮的例子。」