2 時(shí)隔3個(gè)多月,LIGO再次探測(cè)到引力波信號(hào),來(lái)源于距離地球14億光年的兩個(gè)黑洞的并合。 2 NASA中文微博截圖:北京時(shí)間2015年12月26日11時(shí)38分35秒,來(lái)自LIGO和Virgo的科學(xué)家第二次探測(cè)到了引力波事件。LIGO宣布了第二個(gè)黑洞合并事件。這次的黑洞合并事件稱為GW150914,信號(hào)來(lái)自大約14億光年外,一個(gè)黑洞的質(zhì)量為我們太陽(yáng)的14.2倍,另一個(gè)為7.5倍的太陽(yáng)質(zhì)量,合并后的質(zhì)量為我們太陽(yáng)的20.8倍。 2015年12月26日,來(lái)自LIGO和Virgo合作組織的科學(xué)家收到了一份意料之外的圣誕禮物——在首次探測(cè)到引力波信號(hào)僅3個(gè)月之后,高新激光干涉儀引力波天文臺(tái)(Advanced LIGO)的兩個(gè)探測(cè)器就再次記錄到了新的引力波信號(hào)。跟上次一樣,這一引力波信號(hào)源自于兩個(gè)黑洞即將合二為一之時(shí)最后的相互繞轉(zhuǎn),這種現(xiàn)象被稱為并合(coalescence)。盡管這一信號(hào)要比首次探測(cè)到的引力波信號(hào)更弱,但這一新發(fā)現(xiàn)的置信度仍然超過(guò)99.99999%。 再次探測(cè)到引力波,表明這樣的災(zāi)難性事件在宇宙中相當(dāng)常見(jiàn)。這也意味著,當(dāng)美國(guó)的高新激光干涉儀引力波天文臺(tái)和意大利的高新室女座引力波探測(cè)器(Advanced Virgo)在升級(jí)后于2016年底恢復(fù)運(yùn)行之后,很可能會(huì)檢測(cè)到更多引力波事件。這將幫助科學(xué)家更好地理解成對(duì)出現(xiàn)的黑洞。 黑洞是最大質(zhì)量恒星演化的最終階段。其中一些黑洞成對(duì)形成,相互旋轉(zhuǎn),并以引力波的形式損失能量,因而會(huì)逐漸靠近,直到抵達(dá)一個(gè)臨界點(diǎn),令整個(gè)過(guò)程突然加速。它們最終會(huì)并合成一個(gè)單獨(dú)的黑洞。2015年12月26日探測(cè)到的引力波信號(hào),就來(lái)源于并合之前最后的旋轉(zhuǎn)階段。 依據(jù)觀測(cè)到的引力波信號(hào),科學(xué)家能夠推斷出那兩個(gè)黑洞的質(zhì)量,分別是太陽(yáng)質(zhì)量的8倍和14倍(相比之下,2015年9月14日首次探測(cè)到的引力波信號(hào),并合的那兩個(gè)黑洞分別是太陽(yáng)質(zhì)量的29倍和36倍)。黑洞合并之后形成了一個(gè)質(zhì)量相當(dāng)于太陽(yáng)21倍的旋轉(zhuǎn)黑洞,大約與太陽(yáng)相當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)轉(zhuǎn)化成了能量,以引力波的形式釋放出來(lái)。 由于這次的兩個(gè)黑洞較輕,它們相互靠近的速度就沒(méi)有那么迅速:此次探測(cè)到的信號(hào)持續(xù)了幾秒鐘,而上次探測(cè)到的信號(hào)僅持續(xù)了不到0.5秒。因此,此次觀測(cè)到的雙黑洞并合前相互旋轉(zhuǎn)的圈數(shù),遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于第一次觀測(cè)到的引力波事件,這讓科學(xué)家有機(jī)會(huì)對(duì)愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論進(jìn)行一次完全不同的理論檢驗(yàn)。 此次觀測(cè)到的黑洞并合事件,發(fā)生在距離地球大約14億光年的地方,這意味著引力波在太空中穿行了14億年,才抵達(dá)了位于美國(guó)路易斯安那州和華盛頓州的兩臺(tái)LIGO探測(cè)器。位于路易斯安那州利文斯頓的LIGO探測(cè)器比另一臺(tái)位于華盛頓州漢福德的探測(cè)器早1.1毫秒記錄到了引力波信號(hào),讓科學(xué)家能夠大致測(cè)定引力波源的方位。 再次觀測(cè)到引力波事件,證實(shí)了成對(duì)出現(xiàn)的黑洞在宇宙中相當(dāng)普遍。對(duì)LIGO探測(cè)器從2015年9月到2016年1月間采集的數(shù)據(jù)所作的系綜分析暗示,2015年10月2日還有可能探測(cè)到了第三起此類事件,只不過(guò)置信度較低。 最終,對(duì)此類觀測(cè)的分析或許能夠解釋雙黑洞的起源:到底是一對(duì)雙星分別各自轉(zhuǎn)變成黑洞,還是一個(gè)黑洞俘獲了另一個(gè)黑洞?為了得到答案,就必須要有大量的觀測(cè)樣本,等到高新LIGO和高新Virgo在2016年秋天恢復(fù)運(yùn)行之時(shí),這一切皆有可能。正如高新LIGO探測(cè)器在首次數(shù)據(jù)采集階段所證明的那樣,引力波現(xiàn)在已經(jīng)成為了一種全新的手段,來(lái)探索宇宙和宇宙中最基本的相互作用——引力。 這一發(fā)現(xiàn)今天(6月15日)在美國(guó)天文學(xué)會(huì)圣迭戈會(huì)議上公布,并將發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》(Physical Review Letters)上。 |
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來(lái)自: 夢(mèng)回林芝 > 《科學(xué)探索》