首次探測(cè)到中子星合并，人類(lèi)即將進(jìn)入引力波紀(jì)元！引力波有什么用

北京時(shí)間2017年10月16日晚10點(diǎn)，美國(guó)激光干涉儀引力波天文臺(tái)LIGO在官網(wǎng)宣布，LIGO和Virgo探測(cè)器及其他合作伙伴，同時(shí)探測(cè)到由雙中子星合并產(chǎn)生的新型引力波，這是人類(lèi)首次探測(cè)到雙中子星合并產(chǎn)生的引力波。

我國(guó)南京的紫金山天文臺(tái)，聯(lián)合南極天文中心，在南京市北京西路2號(hào)，召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì)，與全球各主要天文臺(tái)會(huì)同步發(fā)出此消息。

該次引力波發(fā)射源，來(lái)自長(zhǎng)蛇座的星系——NGC 4993內(nèi)的兩顆中子星合并，距離地球1.3億光年（4000萬(wàn)光秒差距），位于赤經(jīng)為 13h時(shí)9.7分，赤緯為 -23度 24分，此次中子星的合并事件被命名為GW170817，除了產(chǎn)生引力波和電磁輻射，在合并事件發(fā)生兩秒后，接著發(fā)生了一次伽瑪射線(xiàn)暴，產(chǎn)生了伽瑪射線(xiàn)、X射線(xiàn)、可見(jiàn)光和紅外光均被地球的探測(cè)器接收到。

引力波是1916年愛(ài)因斯坦基于廣義相對(duì)論預(yù)言的一種能量傳播形式，也是時(shí)空彎曲中的漣漪。與LIGO和VIRGO之前接收到的黑洞合并不一樣，這次探測(cè)到的是中子星的合并。

由于黑洞的逃逸速度達(dá)到了光速，所以黑洞合并產(chǎn)生的光會(huì)被黑洞本身吞沒(méi)，人類(lèi)只能通過(guò)引力波探測(cè)器，去探測(cè)黑洞合并發(fā)出來(lái)的引力波，而目前引力波的觀測(cè)技術(shù)并不成熟，所以人類(lèi)得到黑洞合并信息很有限。

但是中子星合并，發(fā)出的光線(xiàn)并不會(huì)被中子星捕獲，所以我們能使用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，就能進(jìn)行中子星合并的觀測(cè)，這個(gè)意義要比黑洞合并大得多，因?yàn)槟壳叭澜绲囊Σㄌ綔y(cè)器主要有兩臺(tái)LIGO和VIRGO，但是人類(lèi)的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡遍布全球，甚至還有強(qiáng)大的空間望遠(yuǎn)鏡，比如：哈勃空間望遠(yuǎn)鏡，蓋亞空間望遠(yuǎn)鏡等等。所以中子星和合并，利用引力波探測(cè)器可以接收引力波信號(hào)，同時(shí)利用天文望遠(yuǎn)鏡，也能接受電磁波信號(hào)。

中子星合并想象圖

天球上位于恒星HD164595的旁邊，而恒星HD164595是一顆視星等3，肉眼可見(jiàn)的距離地球95光年的銀河系內(nèi)恒星，長(zhǎng)蛇座是全天88星座中長(zhǎng)度最長(zhǎng)、面積最大的星座，所以在能見(jiàn)到滿(mǎn)天星星的地方，天文愛(ài)好者還是很容易找到NGC 4993的方位的，但是因?yàn)榫嚯x太過(guò)遙遠(yuǎn)，所以普通望遠(yuǎn)鏡無(wú)法直接觀測(cè)到NGC 4993星系。

中子星源的方位

不過(guò)借助天文臺(tái)的大型望遠(yuǎn)鏡，我們還是能觀測(cè)到NGC 4993星系的。

NGC4993星系

而就在這個(gè)月的3號(hào)，美國(guó)三位引力波學(xué)者，也因?yàn)橹暗囊Σㄌ綔y(cè)器，成功接收到黑洞合并發(fā)出的引力波而獲得2017年物理學(xué)獎(jiǎng)。目前能接收引力波的機(jī)器主要有兩個(gè)，LIGO和VIRGO。

LIGO：美國(guó)激光干涉儀引力波觀測(cè)臺(tái)，由兩個(gè)干涉儀組成，每個(gè)干涉儀都帶有兩個(gè)長(zhǎng)4千米的L型垂直臂組成，它們分別位于相距3000千米的美國(guó)南海岸Livingston和美國(guó)西北海岸Hanford，只有兩個(gè)干涉儀探測(cè)到的信號(hào)高度吻合，才能確認(rèn)信號(hào)來(lái)自于引力波。

VIRGO：歐洲激光干涉儀引力波觀測(cè)臺(tái)，只有一個(gè)干涉儀，干涉儀兩個(gè)L型垂直臂長(zhǎng)分別為3公里。其名字來(lái)源于室女座星系團(tuán)（Virgo Cluster），位于意大利比薩市附近的小城卡希納。

引力波探測(cè)器

由于引力波不同于電磁波，引力波的波長(zhǎng)要長(zhǎng)很多，同時(shí)也微弱很多，所以引力波的接收需要非常高的技術(shù)條件，同時(shí)引力波的傳輸距離更遠(yuǎn)，遠(yuǎn)至整個(gè)宇宙尺度，所以引力波對(duì)于我們?nèi)祟?lèi)探索宇宙來(lái)說(shuō)，比電磁波擁有更多的優(yōu)點(diǎn)，雖然我們現(xiàn)在的技術(shù)接收引力波相當(dāng)困難，但人類(lèi)探索宇宙的好奇心，會(huì)促使我們的引力波技術(shù)得到發(fā)展，就如100年前剛發(fā)現(xiàn)電磁波時(shí)，誰(shuí)又會(huì)知道100年后，電磁波技術(shù)將人成為類(lèi)文明的基礎(chǔ)；200年前法拉利發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，當(dāng)時(shí)誰(shuí)又知道，70年后該技術(shù)把人類(lèi)帶入了電氣時(shí)代。

而2016年人類(lèi)首次探測(cè)到引力波，或許人類(lèi)文明即將踏入引力波紀(jì)元，愛(ài)因斯坦的引力方程將解釋引力波的一切，就如麥克斯韋爾的電磁學(xué)方程一樣，至此，廣義相對(duì)論對(duì)宇宙宣言：萬(wàn)物皆方程。

引力波方程

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